Quelles sont les imprimantes 3D EBM du marché ?

L’impression 3D bouleverse peu à peu les méthodes de production traditionnelles dans de nombreux secteurs industriels. Parmi les techniques les plus innovantes figure la fusion par faisceau d’électrons, plus connue sous le nom d’EBM. Ce procédé utilise un faisceau d’électrons à haute énergie pour faire fondre, couche après couche, des poudres métalliques comme le titane ou le cuivre, afin de fabriquer des pièces complexes et robustes. Grâce à la densité et aux performances mécaniques des pièces obtenues, l’EBM est particulièrement prisée dans des domaines exigeants tels que l’aérospatiale, le médical ou encore l’automobile. Cette technologie a longtemps été portée par une seule entreprise : Arcam, société suédoise qui l’a développée et mise sur le marché. Mais aujourd’hui, le marché s’est élargi et d’autres fabricants proposent des imprimantes 3D reposant sur ce principe. Dans cet article, nous vous présentons un aperçu des différentes solutions EBM actuellement disponibles, pour mieux comprendre les options existantes

La Spectra H de Colibrium Additive

La Spectra H de Colibrium Additive est une machine équipée de la technologie EBM industrielle. Avec un plateau d’impression de 250 x 430 mm et la capacité de produire des pièces à des températures supérieures à 1 000 °C, elle permet une production rapide et à plus grande échelle de pièces de haute qualité, surpassant les versions antérieures. Sa capacité à travailler à des températures élevées est particulièrement adaptée aux matériaux susceptibles de se fissurer. Les écrans thermiques mobiles améliorent l’isolation, créant ainsi un environnement optimal pour la fabrication de pièces de qualité. De plus, le faisceau auto-calibré de 6 kW assure une vitesse d’impression rapide pour une production à grande échelle. Une caractéristique notable de cette machine est la technologie Point Melt, présente sur les imprimantes Spectra EBM de Colibrium Additive. Ce procédé fait fondre la poudre métallique à l’aide de petits « points » au lieu de lignes continues, permettant ainsi un contrôle plus précis de la température, réduisant les gradients thermiques et la nécessité de frittage, tout en garantissant une finition de surface optimale.

Intérieur de la machine Spectra H de Colibrium Additive (Crédits photo : Colibrium Additive)

La Calibur3 de Wayland Additive va au-delà de l’impression 3D conventionnelle par faisceau d’électrons

Fondée en 2015, l’entreprise britannique Wayland Additive s’appuie sur une solide expertise en fabrication par faisceau d’électrons pour repousser les limites de la fabrication additive, que ce soit par laser ou faisceau d’électrons. Pour cela, elle mise sur sa technologie innovante NeuBeam®, qui, selon elle, surmonte les problèmes de stabilité rencontrés avec les systèmes à faisceau d’électrons classiques. Cette avancée repose sur une étape de neutralisation de charge, durant laquelle des ions positifs sont injectés pour équilibrer la charge négative du lit de poudre. Résultat : amélioration des propriétés des pièces, réduction des temps de fabrication et du post-traitement. Commercialisée à travers l’imprimante 3D Calibur3, cette solution de fabrication additive métal se distingue par son architecture ouverte, propice au développement de nouveaux paramètres de procédé, ainsi que par sa compatibilité avec une large gamme de matériaux. Son volume de fabrication de 300 x 300 x 450 mm permet aussi bien l’impression de grandes pièces monoblocs que la production simultanée de nombreuses pièces.

L’imprimante 3D Calibur3 (à gauche) et le procédé NeuBeam® (à droite) (crédits photo : Wayland Additive)

L’imprimante 3D Freemelt® ONE

Freemelt est une entreprise suédoise fondée en 2017 par d’anciens ingénieurs d’Arcam, pionniers de la technologie EBM (Electron Beam Melting). Parmi ses trois imprimantes, la Freemelt® ONE se distingue par sa conception dédiée à la recherche. Dotée d’un faisceau d’électrons de 6 kW, elle conserve une qualité constante sur toute la plage de puissance, ce qui lui permet d’atteindre des températures supérieures à 1 200 °C et de traiter des matériaux avancés. Sa chambre à vide de 70 litres est équipée d’un système d’alimentation optimisé pour utiliser de petites quantités de poudre, accélérer les changements de matériaux et réduire les temps de pompage et de refroidissement. Le logiciel Field Construct, conçu pour piloter avec précision le faisceau d’électrons via des champs magnétiques, permet des mouvements rapides et précis, sans dépendre de matériel complexe.

La Freemelt® ONE est une imprimante EBM sans boîtier externe, idéale pour les laboratoires et les centres de recherche (crédits photo : Freemelt).

T200 de Xian Sailong Metal

La T200 est une imprimante 3D développée par Xian Sailong Metal, spécialement conçue pour la fabrication de pièces métalliques complexes, en particulier dans les domaines médical et aérospatial. Elle repose sur la technologie SEBM (Selective Electron Beam Melting) et intègre un faisceau d’électrons haute précision de 6 kW, capable de préchauffer la poudre jusqu’à 1100 °C. Avec un volume d’impression atteignant 200 × 200 × 450 mm, la T200 permet la production efficace de pièces de grande taille, telles que des implants orthopédiques ou des composants en titane-aluminium pour turbines. Grâce à un diamètre de faisceau inférieur à 100 μm, elle garantit une haute précision et une continuité de fabrication. Fonctionnant dans un environnement sous vide rigoureusement contrôlé, elle assure une meilleure pureté des pièces produites et limite les besoins en post-traitement. Son système d’alimentation en poudre, quant à lui, améliore la stabilité du procédé tout en réduisant la sensibilité à la fluidité du matériau.

Crédits photo : Xian Sailong Metal

L’imprimante 3D par faisceau d’électrons JAM-5200EBM de JEOL

L’imprimante 3D, d’un poids de 4 900 kg, utilise un faisceau d’électrons d’une puissance maximale de 6 kW. Sa cathode, dont la durée de vie atteint environ 1 500 heures, permet de limiter les arrêts de production liés à son remplacement. Le système ajuste automatiquement l’axe et la forme du faisceau en fonction de la position d’irradiation. Contrairement à d’autres technologies, aucun gaz d’hélium n’est requis pour contenir la poudre, ce qui permet une fabrication dans un environnement propre, à moindre coût, tout en préservant la surface de la cathode et en assurant la stabilité du faisceau. L’imprimante intègre également un système de surveillance à distance et permet la production simultanée de plusieurs pièces en une seule impression. La découpe est quasi inutile, ce qui réduit le gaspillage de matériaux, et la poudre métallique peut être réutilisée, optimisant ainsi les ressources et les coûts de production.

Crédits photo : JEOL

La PM EBM 30S

Le fabricant allemand pro-beam additive se distingue avec son imprimante 3D PM EBM 30S, un modèle EBM. Mesurant 6,4 x 3,5 x 3,3 mètres et dotée d’une puissance de faisceau allant jusqu’à 150 kV, cette machine se démarque par son efficacité, capable de produire plusieurs pièces en un temps record. Grâce à une exécution parallèle des différentes étapes du processus, pro-beam a considérablement accru la productivité de son système. Les temps morts sont éliminés, et l’impression devient entièrement automatisée et numériquement contrôlable, garantissant un suivi qualité constant. Particulièrement adaptée à la fabrication de pièces fines et complexes, la PM EBM 30S prend en charge aussi bien les alliages classiques utilisés en EBM que des métaux réputés difficiles à souder.

Crédits photo : pro-beam additive

La Qbeam S200 de Qbeam

Parmi les nouveaux venus dans le domaine de la fabrication additive par faisceau d’électrons, la société chinoise Qbeam se distingue avec son imprimante Qbeam S200. Celle-ci repose sur la technologie brevetée EBSM®, qui fonctionne selon les mêmes principes que les autres systèmes EBM. La Qbeam S200 est équipée d’un canon à électrons EG3.1, développé en interne, capable de produire un faisceau de 140 μm tout en assurant des vitesses de balayage élevées. Parmi ses atouts, on trouve un système d’étalonnage automatique en moins de 300 minutes, ainsi qu’un dispositif de surveillance en ligne qui analyse la qualité du processus couche par couche. De plus, son système intelligent d’alimentation et de recyclage de la poudre assure un taux d’utilisation de 98 %, optimisant ainsi les coûts de production. Conçue pour répondre aux exigences de secteurs comme le médical, l’aérospatial et l’automobile, la Qbeam S200 s’affirme comme une solution performante dans le paysage de la fabrication additive métal.

Crédits photo : Qbeam

L’imprimante 3D EBM EZ300

L’imprimante 3D EBM EZ300 a été développée par TADA, filiale du groupe japonais Mitsubishi. Peu d’informations sont partagées par le fabricant quant aux caractéristiques techniques de cette machine industrielle. Elle offrirait une vitesse de 250cc/heure, faisant partie des solutions les plus rapides de l’industrie. L’entreprise a conçu sa propre cathode en forme de tige, permettant d’atteindre une durée de chauffe de 1 000 heures. L’utilisateur peut ainsi booster sa productivité et imaginer des projets sur le long terme. L’imprimante EZ300 est compatible avec de la poudre d’acier.

Crédits photo : TADA

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