Impression 3D Technologie du sable

Impression 3D Technologie du sable

Dans cet article, nous nous intéressons à la technologie de l’impression 3D avec du sable. Nous aborderons ses principes, ses applications et ses avantages, la conception de l’équipement et le processus technique. Nous examinerons également certaines imprimantes 3D utilisées pour l’impression au sable, et nous montrerons des exemples d’impressions.

Il s’agit d’un article d’introduction générale à l’impression 3D au sable.

Vous voulez une vidéo ? Regardez-la ci-dessous.

Histoire de l’impression 3D sur sable

L’histoire de l’impression 3D sur sable a commencé à la fin des années 1990 avec la collaboration de la société allemande Generis et du MIT Z Corporation. Le MIT a développé et breveté la technologie d’impression en poudre avec l’application d’un liant. La collaboration entre les deux entreprises a conduit à la création et au lancement des premières imprimantes au milieu des années 2000.

Au fil du temps, Generis s’est scindée en deux sociétés distinctes, VoxelJet et ExOne. Aujourd’hui, les deux sociétés sont les leaders dans la production d’équipements pour l’impression 3D avec des matériaux en vrac utilisant la technologie Binder Jetting.

Z Corp a été vendue à Contex Holding en août 2005, puis rachetée par 3D Systems le 3 janvier 2012.

À propos de la technologie d’injection de liant

Procédé d’impression Binder Jet.

Le BinderJetting est une technologie d’impression 3D qui implique l’application couche par couche d’un liant sur un matériau en vrac. Grâce à cette technologie, vous pouvez imprimer avec de la poudre métallique, du gypse, du sable et bien d’autres matériaux.

Cette technologie vous permet d’imprimer des moules à injection avec du sable de n’importe quelle géométrie complexe à température ambiante. Les moules en sable imprimés en 3D peuvent ensuite être utilisés pour le moulage.

La principale technologie utilisée pour l’impression au sable est la technologie du jet de liant. Pour en savoir plus sur cette technologie, lisez notre article : Le jet de liant : Un aperçu de la technologie d’impression 3D .

Si vous voulez en savoir plus sur l’application des moules en sable imprimés dans le moulage, lisez notre article :

Revue : Les technologies d’impression 3D pour le moulage des métaux.

Objectif de l’impression 3D sur sable

Les modèles 3D imprimés en sable sont utilisés comme moules pour le moulage des métaux. Le moulage en sable est la plus ancienne technologie de moulage connue. Ses origines remontent à 1000 ans avant Jésus-Christ.

Le processus d’impression consiste à créer une cavité ayant la forme de la pièce souhaitée, puis à y verser du métal en fusion.

La technologie d’impression 3D sur sable a rendu ce processus plus précis et plus pratique que jamais.

Comment fonctionne l’impression 3D sur sable ?

binder jet printing process

L’impression 3D par sable commence par le placement d’un premier lot de sable dans la chambre d’impression et son aplatissement en une fine couche. Ensuite, la tête d’impression de l’imprimante 3D passe sur le sable et applique le liant en fonction de la couche spécifiée de la pièce.

Le sable qui n’est pas impliqué dans la pièce, c’est-à-dire le sable sur lequel le liant n’est pas tombé, sert de support. Cela signifie que la pièce peut avoir n’importe quelle forme complexe. Le processus est répété jusqu’à ce que la pièce soit complète.

Avantages de l’impression 3D sur sable

  • Rapidité et faible coût

La création de moules d’injection et de modèles en sable à l’aide de l’impression 3D est beaucoup plus rapide et plus rentable que la création de moules à l’aide de technologies traditionnelles. Traditionnellement, la création de moules de coulée et de flacons pouvait prendre plusieurs semaines. De plus, il fallait beaucoup de matériaux pour réaliser les maîtres-moules.

L’impression 3D de sable se fait en quelques heures et ne nécessite pas de gros investissements.

  • Précision

L’impression 3D permet d’obtenir des impressions qui correspondent exactement au modèle numérique. La qualité des impressions est pratiquement indépendante du facteur humain.

  • Sans couture et qualité de surface

Les formes en sable 3D n’ont pas besoin d’être divisées. Par conséquent, les moules sont fabriqués à partir de pièces cibles complètes. Par conséquent, les moules sont plus légers puisqu’il n’y a pas de fixation ni d’éléments de renforcement nécessaires. Dans le même ordre d’idées, il y a moins de post-traitement de la pièce finale, car il n’y a pas de marques de couture sur les modèles.

  • Complexité des conceptions imprimables

L’impression 3D avec sable, dans laquelle le matériau entourant le modèle sert de support, vous permet d’imprimer des moules d’injection complexes de n’importe quelle géométrie. À partir des moules imprimés en 3D, vous pouvez créer des pièces qui ne peuvent pas être produites par les méthodes de moulage traditionnelles.

  • Économique

Le matériau non utilisé dans le modèle, qui a servi de support pendant l’impression, peut être réutilisé après avoir retiré la pièce imprimée.

Exemples d’impression 3D avec du sable

Exemples d’impression 3D au sable de moules d’injection imprimés à l’aide de la technologie Binder Jet.

Équipement d’impression 3D en sable

FHZL PCM1500

L’imprimante 3D pour l’impression au sable FHZL PCM1500 crée des modèles en sable de moules à injection avec une précision de ± 0,3 mm et une épaisseur de couche de 200 microns. L’appareil a un volume d’impression de 1500 x 1000 x 700 millimètres.

FHZL PCM2200

L’imprimante 3D FHZL PCM2200 a un volume d’impression de 2200 x 1000 x 800 mm. L’appareil peut imprimer avec du sable de quartz, calciné, ainsi que des matériaux synthétiques et composites. Son épaisseur de couche – à partir de 200 microns.

ExOne S-Max Pro

 

ExOne S-Max Pro imprime des prototypes et des moules à partir de sable avec une épaisseur de couche de 260 microns. Cette unité dispose d’une chambre d’impression mesurant 1800 x 1000 x 700 mm. L’unité dispose également de deux chambres, chacune d’une capacité de 1260 litres, qui se remplacent automatiquement l’une l’autre.

ExOne S-Print

L’imprimante 3D ExOne S-Print possède une chambre d’impression de 800 x 500 x 400 mm. Cette unité imprime avec une épaisseur de couche de 240 microns.

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