Plateforme de fabrication additive métallique grand format « EBuild » développée par ALD Vacuum Technologies (crédits photo : ALD Vacuum Technologies,)
L’impression 3D métal n’en finit pas de repousser ses limites. Longtemps bridée par son volume de fabrication, une problématique étroitement liée aux procédés à laser sur lit de poudre, cette technologie multiplie les avancées sur cet aspect. Quelques mois seulement après qu’Eplus 3D et SLM Solutions aient dévoilé ce que l’on peut estimer comme les plus gros volumes de fabrication pour une imprimante 3D métal sur lit de poudre (1258 x 1258 x 1350 mm et 3,0 x 1,2 x 1,2 m), un nouvel arrivant a atteint la barre symbolique du mètre.
Ce nouveau challenger, une entreprise allemande du nom de ALD Vacuum Technologies, a récemment présenté une imprimante 3D métal très grand format. Baptisée « EBuild », cette machine serait en mesure d’imprimer de grandes pièces métalliques pouvant mesurer jusqu’à 850 x 850 x 1000 mm.
Là où la plupart des systèmes de fabrication additive métallique sur lit de poudre reposent sur l’utilisation de faisceau de photons (laser), ce système s’appuie sur un procédé EBM (Electron Beam Melting) par faisceau d’électrons. Commercialisée par très peu de fabricants – les seuls étant le suédois Arcam racheté par GE, et l’allemand pro-beam additive – cette méthode consiste donc à fusionner des particules de métal au moyen de cette source d’énergie. Le faisceau est produit à partir d’un canon spécial qui permet d’extraire les électrons en chauffant un filament de tungstène sous vide (effet de joule), pour les projeter ensuite sur la couche de poudre métallique.
« Productivité élevée, robustesse et qualité supérieure des matériaux permettent de passer à la fabrication additive industrielle »
Poudre distribuée par le système d’application sur toute la surface de construction de 850 x 850 mm (crédits photo : ALD Vacuum Technologies)
ALD affirme que l’EBuild possède à la fois le « plus grand volume de construction au monde » et la « puissance de faisceau la plus élevée ». Ce qui est donc faux en ce qui concerne la première revendication, si on considère les capacités des derniers systèmes cités plus haut (Eplus 3D et SLM Solutions), mais très probablement vrai pour une imprimante 3D à faisceau d’électrons. « L’EBuild® est un tout nouveau système développé par ALD Vacuum Technologies pour le procédé de fusion sur lit de poudre par faisceau d’électrons (E-PBF) à l’échelle industrielle » commente le fabricant allemand. « Il s’agit du premier système sur le marché adapté à la fabrication additive de pièces à grande échelle et à la production à grand volume. Productivité élevée, robustesse et qualité supérieure des matériaux permettent de passer à la fabrication additive industrielle. »
La différence d’approche du faisceau d’électrons avec le laser, est que les matériaux utilisés doivent impérativement être conducteurs. Seules des poudres métalliques peuvent donc être utilisés, mais pas les polymères ou les céramiques. Si le faisceau d’électrons offre des pièces moins précises que le laser, avec une finition de moins bonne qualité en raison de l’aspect plus granuleux de la poudre, elle bénéficie en revanche d’une vitesse de fabrication plus élevée. Une rapidité qui tient dans l’utilisation de champs magnétiques générés par des bobines pour piloter le faisceau d’électrons, plutôt que des éléments mécaniques (galvano-scanner) comme c’est le cas avec le SLM.
En tant que fabricant de fours, ALD semble avoir tiré parti de son expertise dans la métallurgie, ainsi que la fabrication sous vide et la gestion des gaz, pour développer sa solution d’impression 3D métal. En effet, l’utilisation d’un canon à électrons nécessite un vide poussé et l’emploi d’un gaz neutre (l’hélium), de manière à empêcher les interactions entre les molécules du gaz environnant et les électrons. L’entreprise semble également être en mesure de fournir ses propres poudres, puisqu’en plus des équipements de cémentation basse-pression et des fours de frittage, celle-ci propose également des tours d’atomisation gazeuse pour poudres métalliques.
Si aucune information n’est fournie quant aux matériaux compatibles avec l’EBuild, les alliages de titane et de chrome-cobalt sont les métaux les plus couramment employés avec le procédé EBM. Les secteurs visés sont principalement ceux de l’aéronautique et du médical, pour la fabrication par exemple d’aubes de turbine ou d’implants.
