Matériaux et applications
Fusion laser sélective sur lit de poudre métallique – PBF-LB>

1 - Contexte, historique et positionnement du procédé

• 1.1 - Historique

• 1.2 - Positionnement du PBF-LB dans l’écosystème fabrication additive

  Figure 1 - Panorama des procédés de fabrication additive métallique (source : AMPOWER INSIGHTS)

• 1.3 - Principaux avantages et limitations

2 - Principe et processus de production du PBF-LB

• 2.1 - Principe général

  Figure 2 - Schéma de fonctionnement du PBF-LB Figure 3 - Schéma de principe de construction avec supports de fabrication Figure 4 - Processus de production en PBF-LB

• 2.2 - Design en PBF-LB

  Figure 5 - Optimisation topologique (source : Engineering et nTopology) Figure 6 - a) Plaque de refroidissement (source : nTopology) et b) Implant médical (source : CETIM) Figure 7 - Moules d’injection plastique pour la fabrication de prises électriques via l’intégration de canaux au plus proche des surfaces à refroidir (source : AddUp) Figure 8 - Différentes géométries de supports de fabrication générées avec le logiciel (source : Magics Materialise) Tableau 1 Tableau 2

• 2.3 - Matière première : la poudre

  Figure 9 - Répartition granulométrique d’une poudre

• 2.4 - Paramètres influents du PBF-LB

  Figure 10 - Principaux paramètres influents en PBF-LB Figure 11 - Schéma de principe de l’écart vecteur h, de la largeur du cordon LC et du taux de recouvrement Tr Figure 12 - Principaux paramètres permettant de définir la densité d’énergie volumique en PBF-LB Figure 13 - Schéma de principe des stratégies cœur, contour, upskin et downskin Figure 14 - Exemple de stratégies de construction (bandes croisées à 67° et damier) Figure 15 - Représentation d’une coupe transversale d’un cordon après solidification

3 - Matériau issu de PBF-LB

• 3.1 - Microstructures

  Tableau 3

• 3.2 - Défauts

  Figure 16 - Différents défauts de fabrication observés au microscope électronique à balayage (source : CETIM) Figure 17 - Formation de pores induits par l’hydrogène, keyhole et lack-of-fusion en PBF-LB Tableau 4

• 3.3 - Propriétés

  Figure 18 - Ordre de grandeur des propriétés de résistance à la traction pour quelques matériaux bruts de PBF-LB (données CETIM de 2023)

4 - Post-traitements et contrôles

• 4.1 - Dépoudrage

• 4.2 - Traitements thermiques

  Figure 19 - Différents types de traitements thermiques applicables après fabrication PBF-LB

• 4.3 - Finition

• 4.4 - Contrôle

5 - Matériaux et applications

• 5.1 - Alliages disponibles et types de propriétés

• 5.2 - Applications

  Figure 20 - Poinçon tulipe avec canaux de conformal cooling (source : CETIM) Figure 21 - a) et b) Couronnes et bridges dentaires ; c) et d) Implants et cotyles personnalisés avec structure lattice (source : CETIM) Figure 22 - a) Roue de pompe sans support (source : Velo3D) ; b) Grille d’extrémité supérieure d’assemblage ATRIUM 11 (source : Framatome) ; c) Bruleur monobloc (source : Siemens Energy) Figure 23 - a) Fusée de direction issue d’optimisation topologique (source : CETIM) ; b) Injecteur (source : General Electric) ; c) Échangeur thermique (source : PrintSky) Figure 24 - Exemples de bijoux (source : Concept Laser)

6 - Verrous et perspectives

• 6.1 - Normalisation

• 6.2 - Qualification

  Figure 25 - Synoptique de qualification du procédé PBF-LB

• 6.3 - Développements machines

  Figure 26 - Répartition des zones en fonction du nombre de lasers Figure 27 - Types de procédés multimatériaux Figure 28 - Principaux systèmes de dépose multimatériau Figure 29 - Applications multimatériaux (source : Fraunhofer IGCV)

7 - Conclusion

8 - Sigles, notations et symboles

9 - Glossaire termes spécifiques