Matériaux et applications
Projection de liant sur poudre métallique

1 - Contexte, historique et positionnement du procédé

• 1.1 - Historique
• 1.2 - Positionnement du MBJ dans l’écosystème de la fabrication additive
  Figure 1 - Panorama des procédés de fabrication additive métallique (source : AMPOWER INSIGHTS)
• 1.3 - Principaux avantages et limitations
  Figure 2 - Comparaison en microscope électronique à balayage des états de surface en PBF-LB et MBJ sur les surfaces internes d’une pièce. Des particules de poudre partiellement fusionnées sont observables à la surface des pièces PBF-LB [2] Figure 3 - Comparaison de la rugosité de surface atteignable en MBJ sur trois machines différentes (source : CETIM)

2 - Principes technologiques

• 2.1 - Processus de fabrication : principe général
  Figure 4 - Analogie de fabrication entre le MIM et le MBJ [2] Figure 5 - Schéma de principe du procédé MBJ (source : CETIM) Figure 6 - Schéma de principe de l’étape d’impression et exemple de pièce à vert obtenu après curing (source : CETIM) Figure 7 - Schéma de principe du traitement de déliantage et de frittage et exemple de pièce frittée (source : CETIM) Figure 8 - Exemples de retrait dimensionnel entre une pièce à vert et une pièce frittée (source : CETIM) Figure 9 - Exemple d’utilisation de support de frittage permettant d’éviter les déformations non souhaitées (source : CETIM)
• 2.2 - Intrants du procédé – Matières premières
  Figure 10 - Morphologie de poudre d’un acier inoxydable produit par (a) atomisation gaz et (b) atomisation eau [3] Figure 11 - Plage d’imprimabilité d’un liant en MBJ (source : figure extraite du manuscrit de thèse de T. Cheny – Mines Paris – Université PSL) Tableau 1
• 2.3 - Conception et chaîne numérique
  Figure 12 - Impression (source : CETIM) Figure 13 - Opération de dépoudrage (source : CETIM) Figure 14 - Illustration du phénomène du retrait entre l’état à vert et fritté (source : CETIM) Figure 15 - Illustration des déformations résultant des efforts de friction sur une pièce à parois minces non supportées (source : CETIM) Figure 16 - Synoptique de la préparation de la production d’une machine MBJ (source : CETIM)
• 2.4 - Fabrication par impression sur lit de poudre
  Figure 17 - Exemples d’architectures de réservoirs de poudre (source : CETIM) Figure 18 - Exemples de systèmes de dépose et compaction de la poudre (source : CETIM) Figure 19 - Système de rampe d’impression (source : CETIM) Figure 20 - Schéma des organes de la machine DM P2500 (source : CETIM) Figure 21 - Schéma représentant le cycle d’impression de la machine DM P2500 (source : CETIM) Figure 22 - Schéma des organes de la machine SHOP (source : CETIM) Figure 23 - Schéma représentant le cycle d’impression de la machine SHOP (source : CETIM) Figure 24 - Schéma des organes de la machine P-1 (source : CETIM) Figure 25 - Schéma représentant le cycle d’impression de la machine P-1 (source : CETIM) Figure 26 - Représentation d’une tête d’impression Drop on Demand (DoD) (source : INP Pagora) Tableau 2 Tableau 3
• 2.5 - Frittage
  Figure 27 - Énergie superficielle d’un matériau en fonction de son état de dispersion [AF 6 620] Figure 28 - Densités tassées et frittées de la poudre [5] Figure 29 - Schéma illustrant les différents stades du processus de densification par frittage à l’état solide pour un système de poudre [6] Figure 30 - Représentation schématique des contributions respectives des trois grandes étapes du frittage en phase liquide [AF 6 621] Tableau 4
• 2.6 - Post-traitement
  Figure 31 - Essais de fatigue et de relargage particulaire (source : CETIM – PTT FA axe 2 – Bloc hydraulique) Figure 32 - Contrôle croisé par vision et palpage sur une machine Zeiss O-Inspect (source : CETIM – Étude de capabilité sur le procédé Metal Binder Jetting sur un cas industriel – CAP) Tableau 5
• 2.7 - Paramètres clés du procédé MBJ
  Figure 33 - Synoptique des principaux paramètres influents (source : CETIM)

3 - Matériaux et applications

• 3.1 - Matériaux disponibles
  Tableau 6
• 3.2 - Focus sur l’acier inoxydable 17-4PH obtenu par MBJ
  Tableau 7
• 3.3 - Applications
  Figure 34 - Exemple de pièces mécaniques obtenues par MBJ – Acier inoxydable 316L ou 17-4PH (source : CETIM) Figure 35 - Système de verrouillage en position avec partie mobile – Acier inoxydable 17-4PH (source : CETIM – Mantion) Figure 36 - Embouts de pince chirurgicale – Acier inoxydable 17-4PH (source : CETIM – Innovapeek) Figure 37 - En haut, différents composants de systèmes mécaniques miniaturisés – Acier inoxydable 316L ou 17-4PH. En bas, bloc hydraulique – Acier inoxydable 17-4PH (source : CETIM – Liebherr) Tableau 8
• 3.4 - Portrait-robot d’une pièce MBJ
  Tableau 9

4 - Verrous et perspectives

• 4.1 - Normalisation
• 4.2 - Qualification
• 4.3 - Gain de productivité

5 - Conclusion

6 - Glossaire

7 - Sigles, notations et symboles