Un nouveau filament en acier inoxydable simplifie l’impression 3D de métaux sur les machines FDM de bureau
UltiMaker explique à All3DP pourquoi elle a choisi ce nouveau filament métallique pour sa bibliothèque de matériaux et les avantages qu'il offre.
L’impression de vraies pièces métalliques sur une imprimante FDM de bureau a perdu de son élan lorsqu’elle s’est heurtée à la réalité d’un post-traitement complexe et en plusieurs étapes. Le premier filament métallique, et toujours le plus populaire, à utiliser sur n’importe quelle imprimante 3D à buse haute température, Ultrafuse de Forward AM, nécessite un post-traitement chimique et thermique, généralement effectué par un fournisseur tiers.
Le nouveau CeraFila SUS316L, un filament en acier inoxydable développé par l’entreprise japonaise Dai-Ichi Ceramo, allège un peu le fardeau de la finition en exigeant un flux de travail de déliantage et de frittage uniquement thermique qui pourrait simplifier la production interne de pièces métalliques pour les utilisateurs d’imprimantes 3D basées sur l’extrusion.
UltiMaker a récemment ajouté le CeraFila SUS316L à sa bibliothèque de matériaux, ce qui pourrait être considéré comme un sceau d’approbation pour ce nouveau matériau.
Une autre voie vers le métal
UltiMaker propose toujours Ultrafuse dans son Metal Expansion Kit – une collection de matériaux, Ultimaker Print Cores (CC 0.4, DD 0.4), profil d’impression Cura, et un bon pour le post-traitement – mais a ajouté cette nouvelle option en acier inoxydable à sa bibliothèque pour son post-traitement plus facile.
« La principale différence entre ce matériau et celui de Forward AM est le processus de déliantage et de frittage », a déclaré à All3DP Kristel Boere, chef de produit pour les consommables chez UltiMaker. « Le processus de CeraFila est entièrement thermique – aucun déliant chimique n’est nécessaire – et il est donc plus facile à mettre en œuvre en interne.
Malgré la simplification, des compromis subsistent. Selon M. Boere, les pièces produites avec CeraFila SUS316L peuvent ne pas atteindre la même densité que celles fabriquées avec Ultrafuse de Forward AM. « Il n’est pas possible d’obtenir des pièces remplies à 100 % comme avec Forward AM », note M. Boere. La densité du CeraFila SUS316L peut atteindre 90 % à 95 % (en fonction du réglage du four), tandis que l’Ultrafuse peut atteindre 97 % à 99 %.
UltiMaker ne propose que l’acier inoxydable Ultrafuse 17-4 PH dans son kit de matériaux, et non l’acier inoxydable Ultrafuse 316L de Forward AM, donc si vous attendez un filament métallique 316L pour votre UltiMaker, le CeraFila est votre option.
Mise en œuvre pratique du CeraFila
UltiMaker a précisé que CeraFila ne nécessite pas le Metal Expansion Kit, qui a été développé pour le filament de Forward AM. Néanmoins, les utilisateurs auront besoin d’un matériel spécifique pour garantir le succès de leur projet.
« Le Metal Expansion Kit n’est pas nécessaire et ne doit pas être utilisé », précise M. Boere. « Cependant, une buse résistante à l’abrasion (telle que la CC 0.4 d’UltiMaker) est nécessaire.
De plus, en raison des caractéristiques mécaniques du filament, il ne peut pas être utilisé avec la station de matériaux automatisée d’UltiMaker. Les utilisateurs doivent avoir recours à un porte-bobine externe équipé d’un roulement pour permettre une extrusion plus fluide.
L’impression métallique par filament permet aux utilisateurs de concevoir des structures internes telles que des treillis ou des nids d’abeille, ce qui permet de réduire le poids et d’améliorer l’efficacité des matériaux. Selon le fabricant, la formulation de CeraFila permet d’obtenir des pièces frittées de haute densité, ce qui ouvre la voie à une variété d’applications allant de l’outillage et des gabarits aux prototypes fonctionnels et même aux pièces d’utilisation finale.
Considérations relatives à la sécurité et au traitement ultérieur
Si CeraFila élimine le déliantage chimique, son procédé thermique n’est pas sans risque. En effet, lors de l’étape de déliantage, des gaz toxiques et inflammables sont libérés. La documentation technique du filament invite les utilisateurs à utiliser un piège à cire ou un dispositif de combustion de gaz pour neutraliser ces émissions en toute sécurité.
Ainsi, bien qu’il soit plus accessible que la fusion laser sur lit de poudre ou les filaments à liant chimique, le CeraFila exige toujours un niveau élevé de soin, de connaissance du processus et une infrastructure de sécurité appropriée.
La décision d’UltiMaker d’élargir sa gamme de produits métalliques reflète une approche pragmatique de l’évolution des demandes du marché.
« La traction des filaments métalliques est lente, mais il faut s’y attendre compte tenu de la complexité de l’ensemble du processus », reconnaît M. Boere.
Néanmoins, l’ajout de CeraFila à la bibliothèque UltiMaker confère une légitimité au matériau de Dai-Ichi Ceramo tout en offrant aux utilisateurs une voie alternative pour produire des pièces métalliques fonctionnelles – sans un prix à six chiffres.
Alors que l’impression 3D de métaux continue d’évoluer, des matériaux comme le CeraFila SUS316L pourraient aider à combler le fossé entre le prototypage de qualité professionnelle et la production industrielle à grande échelle, en particulier pour les petites et moyennes entreprises.
Où acheter
Pour l’instant, CeraFila ne semble être disponible qu’auprès du fabricant et du revendeur d’imprimantes 3D et de matériaux Brule, basé au Japon. Le prix n’est pas divulgué.
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