La projection de liants est souvent utilisée par les fabricants d'additifs produisant des composants 3D en grands volumes, car c'est une méthode rapide avec un rendement élevé. Les procédés de projection de liants peuvent être considérés comme un sous-ensemble de la technologie de lit de poudre, car ils fonctionnent de manière très similaire. Pour la projection de liants, un agent de liaison liquide est cependant utilisé pour agglomérer les particules de poudres métalliques, céramiques ou polymères plutôt que de les fondre ou de les fusionner avec un faisceau laser ou d'électrons. Ceci entraîne la formation d'une « pièce verte » qui est retirée de l'imprimante par solidification, via une étape secondaire de déliantage ou de frittage.

Pour garantir que cette « pièce verte » et les composants finaux sont de qualité constante, les caractéristiques du matériau en poudre, telles que la taille des particules et la forme des particules, les caractéristiques chimiques et microstructurelles, doivent être optimisées. Malvern Panalytical propose toute une gamme de solutions de caractérisation des matériaux afin d'aider les fabricants d'additifs dans cette démarche.

Analyse de la distribution de la taille des particules du matériau

La distribution granulométrique est essentielle pour la projection de liant, car elle influe sur le tassement et la coulabilité du lit de poudre, ce qui influe à son tour sur la qualité de fabrication et les propriétés des composants finaux.

Pour mesurer la distribution de la taille des particules des poudres métalliques, céramiques et polymères pour la projection de liant, les producteurs de poudre, les fabricants de composants et les fabricants de machines du monde entier utilisent la technique établie de diffraction laser pour qualifier et optimiser les propriétés des poudres. Malvern Panalytical fournit des instruments pour aider ces fabricants avec la diffraction laser. En utilisant notre Mastersizer 3000 en laboratoire, ou en utilisant Insitec en ligne, la diffraction laser peut fournir une distribution granulométrique complète à haute résolution.

Produits phares

Optimisation de la forme des particules du composant de la projection de liants

La taille et la forme des particules influent sur la densité du lit de poudre et la coulabilité des poudres. Comme ces propriétés influent à leur tour sur les propriétés des composants finaux, la forme des particules est une autre propriété qu’il est important d’optimiser dans la projection de liants. Il est préférable d'utiliser des particules lisses de forme régulière, car elles peuvent s'écouler et se tasser plus facilement que celles présentant une surface rugueuse et/ou une forme irrégulière.

Pour permettre aux fabricants d'additifs d'obtenir cette forme régulière, le système d'imagerie automatisé Morphologi 4 peut être utilisé afin de classer et quantifier la taille et la forme des poudres métalliques, céramiques et polymères. Pour ce faire, il combine des mesures de taille de particules, telles que la longueur et la largeur, avec les évaluations des caractéristiques de forme des particules, telles que la circularité et la convexité (rugosité). 

Analyse élémentaire de poudre d'alliage métallique

L'analyse de la composition élémentaire des poudres d'alliage métallique est particulièrement importante dans la projection de liants, car de petites variations de la concentration des éléments d'alliage peuvent influer sur ses propriétés chimiques et physiques, dont la résistance, la dureté, la durée de vie en fatigue et la résistance chimique. Pour détecter ces variations, contaminants ou inclusions dans les alliages métalliques et la céramique, la fluorescence X (XRF) est une technique efficace pour déterminer la composition élémentaire, offrant des gains de temps et des économies considérables par rapport aux autres techniques. Les systèmes XRF de Malvern Panalytical, tels que nos Zetium et Epsilon, peuvent assister les fabricants d'additifs dans cette démarche. Pour la céramique, les diffractomètres à rayons X tels que notre Aeris peuvent également être utilisés pour déterminer la composition chimique. 

Lorsqu'il s'agit d'évaluer les propriétés chimiques des matériaux polymères, le Morphologi 4-ID, qui combine l'imagerie automatisée à la spectroscopie Raman, peut être utilisé pour obtenir les informations chimiques de particules spécifiques. Notre spectromètre proche infrarouge Labspec peut également être utilisé pour l'analyse chimique des polymères.

Produits phares

Caractérisation de la microstructure de la poudre

L’analyse des caractéristiques microstructurelles de la poudre, comme la composition de la phase, la contrainte résiduelle, la taille du grain et la distribution du grain (texture) sont essentielles pour la fabrication additive métallique, car elles peuvent influer sur les propriétés chimiques et mécaniques du composant fabriqué final.

Les systèmes de diffraction des rayons X (XRD) sont un moyen efficace d'analyser ces caractéristiques microstructurelles et d'optimiser les propriétés du composant final. Afin d'assister les fabricants d'additifs dans cette démarche, Malvern Panalytical propose toute une gamme de solutions d'analyse des matériaux. Par exemple, des systèmes XRD de paillasse tels que notre Aeris sont une solution efficace pour l'analyse de phase des métaux. Pour obtenir plus d'informations sur la texture, la taille du grain et les contraintes résiduelles dans une large gamme de conditions, des diffractomètres polyvalents tels que l'Empyrean peuvent être utilisés. De plus, le XRD est également largement utilisé pour étudier la structure et la cristallisation des polymères et de la céramique. Enfin, notre système de chromatographie par perméation de gel (GPC), Omnisec, offre un moyen précis de déterminer la masse molaire et la structure des poudres et des liants polymères.

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