Etude de la densification des pièces métalliques faites à partir de la FDM

(fre) La fabrication additive de matériau par dépôt de filament fondu (FDM) jusqu’ici utilisé pour réaliser des pièces en polymères permet, il y a peu, la fabrication des pièces métalliques et céramiques à partir de filament constitué de poudres métalliques ou céramiques. Associé aux opérations de déliantage et de frittage, ce procédé offre une alternative moins coûteuse par rapport aux autres procédés de fabrication additive de métal connus. Cependant, la densité obtenue des pièces pleines issues de la FDM n’est pas toujours satisfaisante et cela contribue à la diminution de la densité finale après frittage. Divers paramètres d’impression ont été explorés dans ce travail. Cela en vue d’obtenir le set de paramètres d’impression optimaux pouvant conduire à la réalisation d’une pièce parfaitement dense après impression en FDM sur une imprimante Raise 3D pro2 plus. Deux filaments ont été utilisés pour cela : les filaments de PLA et d’ultrafuse 316L constitués à 90% en masse de poudre d’acier inoxydable 316L L’utilisation de la méthode d’Archimède nous a permis de déterminer la densité des pièces obtenues à l’aide du PLA et de l’ultrafuse 316L. Il apparaît une nette amélioration de la densité avec les paramètres optimaux nous avons obtenu une densité relative de 100% pour le PLA et 90% pour l’Ultrafuse 316L. Une analyse d’image issue du microscope à balayage électronique sur les pièces d’acier après frittage nous a aidé à déterminer les zones de porosité dans le matériau et une estimation de la porosité du au frittage a été réalisée.

(eng) The additive manufacturing of material by Fused deposition modeling (FDM), previously used to produce polymer parts, has recently used to manufacture metallic and ceramic parts from filaments made of metallic or ceramic powders. Combined with debinding and sintering operations, this process offers a less expensive alternative to other known additive metal manufacturing processes. However, the density obtained from FDM full parts is not always satisfactory and this contributes to the reduction of the final density after sintering. Various printing parameters have been explored in this work.In order to obtain the optimal set of printing parameters that can lead to the realisation of a perfectly dense part after printing in FDM on a pro2 plus 3D Raise Printer. Two filaments were used for this purpose : PLA and ultrafuse 316L filaments made of 90% by mass of 316L stainless steel powder. Using Archimede’s method, we were able to determine the density of the parts obtained using PLA and ultrafuse 316L. It appears a clear improvement of the density with the optimal parameters. We obtained a relative density of 100% for the PLA and 90% for the Ultrafuse 316L. A scanning electron microscope image analysis of the steel parts after sintering helped us to determine the areas of porosity in the material and an estimation of the porosity due to sintering was made.