Manipulation des poudres pour la technologie LPBF et introduction d’une solution complète en circuit fermé

Cet article traite de l’importance de la manipulation de la poudre dans la technologie de fusion laser sur lit de poudre (LPBF) et présente le module autonome de poudre (APM) d’AddUp comme une solution complète en boucle fermée.

Écrit par: Mark Huffman, ingénieur d’application – Aéronautique et défense 

La technologie de fusion laser sur lit de poudre (LPBF) a révolutionné l’industrie manufacturière en permettant la production de géométries complexes avec une précision et une exactitude élevées. La technologie LPBF implique la fusion et la solidification de poudres métalliques au moyen d’un faisceau laser de forte puissance, qui fusionne les particules de poudre couche par couche pour créer la pièce souhaitée. Toutefois, la qualité et la fiabilité de la pièce finale dépendent fortement de la qualité de la poudre utilisée et de la manière dont elle est manipulée.
La manipulation des poudres est un aspect critique du processus LPBF qui implique le transport, le stockage et la manipulation des poudres métalliques. La qualité de la poudre peut être affectée par divers facteurs tels que l’humidité, la température, la taille des particules et la présence de contaminants. Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles la manipulation de la poudre est importante lors de l’utilisation de la technologie LPBF :
Contrôle de la qualité
La qualité de la poudre utilisée dans le processus LPBF a un impact significatif sur la qualité et la fiabilité de la pièce finale. Par conséquent, des procédures appropriées de manipulation de la poudre doivent être mises en œuvre pour s’assurer que la poudre présente la qualité requise. Cela inclut des conditions de stockage appropriées, avec contrôle de la température et de l’humidité, ainsi que des inspections et des tests réguliers pour s’assurer que la poudre est toujours conforme à votre spécification de poudre en terme de distribution granulométrique, de chimie et de morphologie pouvant affecter les propriétés de la pièce finale.

Le problème

Contrôle de la qualité

La qualité de la poudre utilisée dans le processus LPBF a un impact significatif sur la qualité et la fiabilité de la pièce finale. Par conséquent, des procédures appropriées de manipulation de la poudre doivent être mises en œuvre pour s’assurer que la poudre présente la qualité requise. Cela inclut des conditions de stockage appropriées, avec contrôle de la température et de l’humidité, ainsi que des inspections et des tests réguliers pour s’assurer que la poudre est toujours conforme à votre spécification de poudre en terme de distribution granulométrique, de chimie et de morphologie pouvant affecter les propriétés de la pièce finale.

Contrôle du process

Une bonne manipulation de la poudre garantit également que le processus LPBF est cohérent et reproductible. Une qualité de poudre irrégulière peut entraîner des variations dans le processus de fusion et de solidification, ce qui se traduit par des défauts dans la pièce finale. Il est donc essentiel de mettre en œuvre des procédures de manipulation de la poudre qui garantissent que la poudre est homogène et que la distribution de la taille des particules se situe dans les tolérances requises.

Sécurité

Les poudres métalliques utilisées dans le procédé LPBF peuvent être dangereuses si elles ne sont pas manipulées correctement. Certaines poudres sont inflammables, explosives ou peuvent provoquer des problèmes respiratoires en cas d’inhalation. Des procédures de manipulation appropriées, telles que l’utilisation d’équipements de protection individuelle, une bonne ventilation et l’assurance de la mise à la terre des équipements, peuvent minimiser les risques associés à la manipulation des poudres métalliques.

Coûts

Le coût de la poudre métallique utilisée dans le procédé LPBF est relativement élevé. Des procédures adéquates de manipulation de la poudre peuvent contribuer à minimiser les déchets de poudre et à garantir une utilisation efficace de la poudre. Il s’agit notamment de transporter, de stocker et de distribuer correctement la poudre afin de réduire les déchets et la contamination.

Les procédures de manipulation de la poudre garantissent le maintien de la qualité de la poudre, son homogénéité et la reproductibilité du processus LPBF, tout en priorisant la sécurité et la minimisation des coûts. La mise en œuvre continue de procédures, de technologies et d’équipements de manutention des poudres conformes aux normes industrielles est essentielle pour garantir l’optimisation du processus LPBF et la production de pièces fiables et de haute qualité.

La solution

Le Module de Poudre Autonome (MPA) d’AddUp change la donne dans le processus LPBF, en offrant plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de manipulation des poudres. Le MPA possède plusieurs spécificités qui en font une solution de manutention de poudre idéale pour la technologie LPBF.

Maintenir le contrôle du processus

Le MPA permet de remplir la poudre pendant la production, ce qui évite aux opérateurs d’arrêter la production pour ajouter de la poudre, réduisant ainsi les temps d’arrêt et augmentant la productivité. Le MPA fluidifie la poudre, la rendant ainsi moins cohésive, ce qui améliore la fluidité de la poudre pendant le processus LPBF et garantit une distribution granulométrique uniforme. La fonction de traçabilité, quant à lui, garantit que la poudre est toujours suivie, ce qui minimise le risque de perte.

Augmenter la sécurité

L’inertage complet du MPA pour le stockage, le transport et la manipulation des poudres, avec l’utilisation d’une boîte à gants pendant le chargement et le déchargement de la poudre, garantit que la poudre n’est pas exposée ni à l’environnement ni aux opérateurs. Le dispositif d’échantillonnage de la poudre du MPA permet de prélever facilement des échantillons de poudre à tout moment et à travers la boîte à gants, ce qui minimise le risque d’exposition aux poudres réactives. Les cycles automatiques de purge et de vidange du circuit du MPA garantissent que le système de manipulation de la poudre est toujours propre, ce qui réduit également le risque de contamination et d’exposition.

Minimiser les coûts

Le système de manutention de la poudre du MPA permet un remplissage unique, ce qui minimise les déchets de poudre et garantit une utilisation efficace de la poudre. Le système en boucle fermée du MPA garantit que l’excédent de poudre est automatiquement récupéré puis régénéré pendant la production, ce qui minimise les déchets et réduit les coûts d’utilisation de la poudre. Des économies supplémentaires sont également possibles grâce à l’élimination du suivi des quantités de poudre pour les constructions en cours. Le système d’aspiration du MPA élimine le besoin d’un dispositif séparé pour l’aspiration en fin de production, ce qui réduit encore les coûts et augmente l’efficacité. Le coefficient de stockage de 1,4 du MPA garantit que la poudre est stockée efficacement, ce qui réduit les besoins en espace de stockage et par conséquent les coûts.

Dans l’ensemble, le MPA constitue une solution rationalisée et efficace pour la manipulation des poudres, améliorant la qualité, la rentabilité, la sécurité et la productivité de la technologie LPBF.