Estimation du gauchissement des pièces obtenues par frittage sélectif par laser à l'aide d'une analyse thermomécanique

En effet, plus le coefficient de dilatation thermique est élevé, plus l'effet des différences de température, même minimes, est important au cours du processus. La dilatation thermique, ou plutôt le retrait au cours du processus, dépend du retrait thermique du matériau et, dans le cas des matériaux semi-cristallins souvent utilisés dans le SLS, du retrait dû à la CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation. L'importance du retrait dû à la CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation dépend de la structure même du polymère, mais aussi des températures de refroidissement. Si l'on considère le processus SLS, les gradients de température sont inévitables et les taux de refroidissement sont small.

Le principe du procédé SLS

Dans le processus SLS, une fine couche de poudre est appliquée sur la plate-forme de construction et chauffée juste en dessous de la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion du matériau, souvent appelée température de construction (les éléments chauffants ne sont pas représentés sur le schéma). Ensuite, un laser trace la section transversale de la géométrie de la pièce de la première couche, fournissant suffisamment d'énergie pour faire fondre localement le matériau. En l'absence de forces de cisaillement, la matière fondue doit avoir une faible viscosité et une faible tension superficielle pour coalescer et former un bassin de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion uniforme. La poudre environnante reste solide et conserve la forme de la géométrie fondue. Par conséquent, aucune structure de soutien n'est nécessaire. C'est ce que montrent les trois pièces construites en forme de N dans le lit de poudre. La plate-forme de construction est maintenant abaissée d'une hauteur de couche pour faire de la place à la couche suivante. Une balayeuse ou un rouleau de rechargement se déplace sur la surface, récupère l'excédent de matériau dans le réservoir et dépose une nouvelle poudre plus froide sur le dessus de la plate-forme de construction pour créer la couche suivante. Une fois encore, la poudre est chauffée pour la maintenir à la température de construction. Cette opération est importante pour empêcher la CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation. L'ensemble de l'enveloppe de construction est maintenu dans une atmosphère d'azote afin de réduire les effets du vieillissement. Ces étapes du processus de revêtement par poudre et de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion au laser sont répétées à l'infini jusqu'à ce que la pièce entière soit construite. Ce n'est qu'à ce moment-là que l'enveloppe est refroidie, ce qui déclenche le processus de CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation et donc de solidification de la pièce. Une fois la pièce et la poudre environnante complètement refroidies, la pièce est déballée.

Matériaux utilisés dans le processus SLS

Le premier matériau utilisé dans ce processus a été le PA12, en raison de ses bonnes performances mécaniques et de sa capacité à générer des poudres par précipitation. Cela permet d'obtenir des poudres dont la forme sphérique est presque parfaite, ce qui est nécessaire pour créer une couche uniforme lors du revêtement. Il représente encore aujourd'hui 90 à 95 % de tous les matériaux utilisés dans la technique SLS. Toutefois, ces dernières années, de plus en plus de matériaux ont été qualifiés pour le processus, notamment des matériaux à haute performance tels que le PEEK, des matériaux élastomères tels que les TPU et même des matériaux de base tels que le PP. La plupart d'entre eux sont produits par broyage cryogénique et présentent des écarts plus ou moins prononcés par rapport à la forme circulaire [1].

D'autres informations de base sur le FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser et d'autres technologies de fabrication additive sont disponibles sur notre chaîne YouTube!

Pour en savoir plus sur la fusion en lit de poudre de polymère, cliquez ici!

L'analyse thermique et la rhéologie au service de la réussite des procédés SLS

La recherche et le développement axés sur les processus SLS sont ciblés lorsqu'il s'agit d'étudier de nouveaux matériaux pour le SLS. L'objectif est de déterminer leur aptitude au SLS, de définir la fenêtre du processus, d'analyser la formation de la masse fondue et de comprendre comment les charges modifient les propriétés de la poudre et des pièces finies. Dans les articles de blog suivants, nous mettrons en lumière différentes méthodes d'analyse utilisant des instruments d'analyse thermique et de rhéologie pour caractériser les paramètres clés, y compris la détermination de la fenêtre de processus et la CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation IsothermeLes essais à température contrôlée et constante sont dits isothermes.isotherme des poudres SLS avec la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), ainsi que l'étude des contraintes résiduelles et du gauchissement dans le SLS.

Sources

[1] Schmid, M. (2018) : Laser Sintering with Plastics - Technology, Processes and Materials, Carl Hanser Verlag, Munich.

Comment déterminer la fenêtre de traitement des poudres SLS à l'aide de la DSC

La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est utilisée pour caractériser une poudre de polymère afin de déterminer si elle convient à la technique SLS et de définir la fenêtre de traitement possible. Apprenez à configurer et à interpréter les mesures !

Comment étudier le comportement de cristallisation isotherme de la poudre SLS à l'aide de la DSC

Dans un article précédent, la fenêtre du processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser avec de la poudre de polyamide 12 a été déterminée à l'aide de mesures dynamiques. Dans cet article, nous expliquons comment les mesures isothermes peuvent être utilisées pour des études plus avancées.

Wilo : de meilleures performances grâce aux composants imprimés en 3D et renforcés par des fibres

Wilo SE est un fabricant mondial de pompes et de systèmes de pompage pour le bâtiment, l'ensemble de la chaîne de gestion de l'eau et l'industrie. Il n'est donc pas surprenant que Wilo travaille avec des technologies de pointe telles que la fabrication additive. Découvrez comment ils utilisent le NETZSCH DSC 214 Polyma pour comprendre le comportement thermique des nouveaux matériaux.

Estimation du gauchissement des pièces obtenues par frittage sélectif par laser à l'aide d'une analyse thermomécanique

Les plastiques utilisés dans le FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser (SLS) ont une dilatation thermique plus importante que d'autres matériaux. Il est donc important de savoir comment les dimensions d'une pièce SLS changent à différentes températures pendant la fabrication et l'utilisation. Plus le coefficient de dilatation thermique est élevé, plus les pièces sont sujettes au gauchissement ou à l'enroulement et à l'accumulation de contraintes résiduelles. En savoir plus !

Estimation des contraintes résiduelles dans les pièces SLS à l'aide de DMA

Le FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser (SLS) est l'une des technologies de fabrication additive les plus utilisées pour produire des pièces structurelles en plastique. Lorsqu'elle est utilisée à des températures élevées, toute contrainte résiduelle peut être préjudiciable à la performance de la pièce. Pour mieux comprendre les contraintes résiduelles, il est nécessaire de connaître le module d'un matériau. En savoir plus sur les contraintes résiduelles et sur la façon de mesurer la propriété du matériau à l'aide d'une méthode d'analyse thermique.

Mesure de la capacité thermique spécifique pour simuler les processus SLS

Des efforts considérables ont été déployés pour modéliser et simuler le processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser, car les informations sur le champ de température dans les couches inférieures sont difficiles à mesurer. Découvrez comment la Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique peut vous aider !

Comment les charges affectent le comportement de cristallisation des poudres SLS

En raison du nombre encore limité de matériaux disponibles pour le processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser, il existe une demande constante de matériaux aux propriétés différentes. L'ajout d'une charge à la poudre SLS a généralement un effet sur le comportement du traitement. Aujourd'hui, nous étudions le comportement de CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée. cristallisation de la poudre de PA12 chargée de sphères et de paillettes de cuivre.

Comment la capacité thermique spécifique des poudres chargées affecte les paramètres de traitement SLS

La modification des poudres de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser (SLS) avec des charges est un bon moyen de modifier les propriétés des pièces produites sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de nouvelles poudres. Apprenez à évaluer l'effet des charges de cuivre sur le comportement du traitement.

Comment préparer les pièces SLS pour les mesures d'analyse thermique : LFA

L'orientation des échantillons a un effet sur les propriétés mécaniques des pièces obtenues par FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage sélectif par laser (SLS). Par conséquent, les propriétés thermophysiques doivent être évaluées dans différentes directions. Apprenez à préparer des échantillons remplis pour l'analyse par flash laser !

Comment la diffusion thermique affecte la température de construction dans le processus SLS

Les charges conductrices dans la poudre de polymère, comme les sphères et les paillettes de cuivre, influencent les processus de fabrication additive. Découvrez comment l'analyse du flash laser permet de déterminer les paramètres du processus afin d'imprimer des pièces de la plus haute qualité.

Comment les charges augmentent le comportement isotrope ou anisotrope des pièces SLS grâce à leur alignement

En général, l'ajout de charges entraîne une augmentation des performances mécaniques. Pour comprendre comment la rigidité ou le module changent en fonction de la géométrie et de la teneur en charges, il est possible d'utiliser l'analyse mécanique dynamique (DMA). Pour en savoir plus, consultez notre article.

Pourquoi l'effet des charges anisotropes sur la dilatation thermique dépend du processus

Les charges sont ajoutées à une matrice polymère pour améliorer les performances mécaniques du produit fini. L'orientation de ces charges dépend des conditions de traitement. Découvrez comment la teneur globale, la forme et l'orientation des fibres de cuivre influencent le coefficient de dilatation thermique du volume.