Fabrication additive : un système d’atomisation plasma capable de produire 25 kg/h de poudre métallique

atomisation plasma

L’essor de l’impression 3D métal se traduit par une concurrence de plus en plus vive entre les producteurs de poudres métalliques. Les millions d’euros investis par le MetalValue Powder et Teckna dans la construction de nouveaux sites, illustrent bien la bascule qui est en train de s’opérer sur ce segment. La recherche elle aussi s’accélère, en témoignent les derniers développements de PyroGenesis, une société canadienne spécialisée dans les procédés de fabrication par technologie plasma.

L’entreprise basée à Montreal a récemment dévoilé un nouveau système capable de produire de la poudre métallique pour la fabrication additive à un débit très élevé, soit au delà des 25 kg/h. En attente de brevet, la technologie dénommée « NexGen® Plasma Atomization System », est un procédé amélioré de production, issus du processus original d’atomisation plasma inventé par PyroGenesis en 1995. Celui-ci permettrait des taux de productions plus élevées et une meilleure distribution granulométrique.

« Notre système NexGen®, a brisé toutes les vitesses de production »

« L’atomisation au plasma est considérée comme l’étalon-or de la production de poudre AM.» Massimo Dattilo, vice-président de PyroGenesis Additive. « En tant qu’inventeur de l’atomisation du plasma et en tant qu’experts en plasma, PyroGenesis est dédié à l’amélioration continue. Notre système NexGen®, qui fait maintenant ses preuves, a, à notre connaissance, brisé toutes les vitesses de production des systèmes d’atomisation au plasma publiés

Peter Pascali PDG DE PyroGenesis

P. Peter Pascali PDG DE PyroGenesis

Pour rappel, l’atomisation au plasma est un procédé qui consiste à faire fondre un fil ou une barre métallique à l’aide de torches plasma. Les fines gouttelettes de métal liquide qui en résultent, tombent dans une chambre remplie d’argon, pour être ensuite refroidies à l’eau.

Comparé aux autres procédés d’atomisation – à l’eau, à électrodes tournantes ou par centrifugation – le procédé d’atomisation au plasma permet de produire des poudres métalliques extrêmement sphériques, très fluides et très pures.

En fabrication additive, la sphéricité est un facteur déterminant dans la qualité d’une poudre. Non seulement elle permet d’augmenter la densité des particules et d’accroître la compacité du lit de poudre, mais aussi d’améliorer sa capacité d’écoulement.

Grâce au développement de NexGen® PAP, PyroGenesis sera en mesure d’assurer des taux de production plus élevés, mais aussi des pertes moins importantes. En produisant des matériaux habituellement très coûteux tels que le titane à des prix « extrêmement compétitifs », la société sera mieux armée face à la concurrence. « Nous espérons pleinement améliorer tous les aspects de la production, y compris en améliorant ces taux de production record. » commente Le président et chef de la direction de PyroGenesis P. Peter Pascali.

système d'atomisation PyroGenesis

Selon PyroGenesis, le système NexGen® aurait déjà prouvé ses capacités en satisfaisant la récente commande d’une société émanant d’une entité gouvernementale anonyme. Plus tôt cette année, la société avait signé un accord avec le français Aubert & Duval. La filiale de la branche Alliages du groupe Eramet spécialisée dans la métallurgie de haute performance, a décidé de s’associer avec la société PyroGenesis pour fabriquer et distribuer des poudres titane par atomisation plasma. Cet accord permettra à Eramet d’atteindre une part de marché significative de poudres titane de 15% en Europe d’ici 2022.

Le portefeuille de PyroGenesis comprend 38 brevets autorisés, en instance et/ou provisoires, qui couvrent un total de 14 inventions distinctes. Après des années de production de poudres pour l’industrie biomédicale, la société a décidé que les matériaux n’étaient plus rentables, ce secteur ne s’intéressant qu’à une seule taille de particule et à aucun de ses autres produits. Constatant une demande croissante dans le secteur de la fabrication additive pour le type exact de poudre qu’elle produisait, la société s’est alors lancée sur le marché.

L’acquisition d’Arcam par GE en 2016 a eu un fort retentissement sur le marché de la fabrication additive, et tout particulièrement sur PyroGenesis. Son ancienne technologie propriétaire était en effet utilisée par la filiale de production de poudre d’Arcam, AP&C, le principal fournisseur de poudres pour l’industrie AM. Ce rachat donc a poussé les utilisateurs finaux de ces poudres à revoir leur approvisionnement, le temps que PyroGenesis revienne sur le marché.

Avec son nouveau système NexGen® PAP, PyroGenesis pourrait prendre rapidement des parts de marché. Le besoin en producteurs crédibles de poudre de titane, associée à la croissance explosive du marché de l’impression 3D métal, devrait lui permettre de jouer les premiers rôles.