L'adoption de la fabrication additive métallique est motivée par les matériaux qu'elle permet d'imprimer. Les entreprises du monde entier ont depuis longtemps compris cette tendance et travaillent sans relâche pour élargir leur gamme de matériaux d'impression 3D métallique.
La poursuite des recherches sur le développement de nouveaux matériaux métalliques, ainsi que l'identification des matériaux traditionnels, ont contribué à une plus large acceptation de cette technologie. Pour comprendre les matériaux disponibles pour l'impression 3D, nous vous proposons la liste la plus complète de matériaux métalliques pour l'impression 3D disponible en ligne.
L'aluminium (AlSi10Mg) a été l'un des premiers matériaux métalliques pour la fabrication additive à être qualifié et optimisé pour l'impression 3D. Il est reconnu pour sa robustesse et sa résistance. Il possède également une excellente combinaison de propriétés thermiques et mécaniques, ainsi qu'une faible densité.
Les applications des matériaux de fabrication additive métallique en aluminium (AlSi10Mg) concernent les pièces de production aérospatiales et automobiles.
L'aluminium AlSi7Mg0.6 possède une bonne conductivité électrique, une excellente conductivité thermique et une bonne résistance à la corrosion.
Aluminium (AlSi7Mg0.6) : Matériaux de fabrication additive métallique pour le prototypage, la recherche, l’aérospatiale, l’automobile et les échangeurs de chaleur
L'AlSi9Cu3 est un alliage à base d'aluminium, de silicium et de cuivre. Il est utilisé dans des applications nécessitant une bonne résistance aux hautes températures, une faible densité et une bonne résistance à la corrosion.
Applications des matériaux de fabrication additive métallique en aluminium (AlSi9Cu3) dans le prototypage, la recherche, l'aérospatiale, l'automobile et les échangeurs de chaleur.
Alliage austénitique chrome-nickel à haute résistance et à l'usure. Bonne résistance à haute température, bonne formabilité et soudabilité. Excellente résistance à la corrosion, y compris par piqûres et en milieu chloré.
Application du matériau de fabrication additive métallique en acier inoxydable 316L dans les pièces de production aérospatiales et médicales (outils chirurgicaux).
Acier inoxydable à durcissement structural présentant une excellente résistance, ténacité et dureté. Il combine avantageusement résistance, usinabilité, facilité de traitement thermique et résistance à la corrosion, ce qui en fait un matériau prisé dans de nombreuses industries.
Le matériau de fabrication additive métallique Stainless 15-5 PH peut être utilisé pour fabriquer des pièces dans diverses industries.
Acier inoxydable à durcissement structural présentant d'excellentes propriétés de résistance et de tenue à la fatigue. Il combine avantageusement résistance, usinabilité, facilité de traitement thermique et résistance à la corrosion, ce qui en fait un acier couramment utilisé dans de nombreuses industries. L'acier inoxydable 17-4 PH contient de la ferrite, contrairement à l'acier inoxydable 15-5.
Le matériau de fabrication additive métallique en acier inoxydable 17-4 PH peut être utilisé pour fabriquer des pièces dans diverses industries.
L'acier à trempe martensitique présente une bonne ténacité, une résistance à la traction élevée et une faible déformation. Il est facile à usiner, à tremper et à souder. Sa grande ductilité permet de le façonner facilement pour différentes applications.
L'acier maraging peut être utilisé pour fabriquer des outils d'injection et d'autres pièces de machines pour la production en série.
Cet acier cémenté présente une bonne trempabilité et une bonne résistance à l'usure grâce à sa dureté superficielle élevée après traitement thermique.
Les propriétés des matériaux de l'acier cémenté le rendent idéal pour de nombreuses applications dans l'automobile et l'ingénierie générale, ainsi que pour les engrenages et les pièces de rechange.
L'acier à outils A2 est un acier à outils polyvalent à trempe à l'air, souvent considéré comme un acier de travail à froid « à usage général ». Il combine une bonne résistance à l'usure (entre O1 et D2) et une bonne ténacité. Il peut être traité thermiquement pour augmenter sa dureté et sa durabilité.
L'acier à outils D2 possède une excellente résistance à l'usure et est largement utilisé dans les applications de travail à froid nécessitant une résistance élevée à la compression, des arêtes vives et une grande résistance à l'usure. Il peut être traité thermiquement pour augmenter sa dureté et sa durabilité.
L'acier à outils A2 peut être utilisé dans la fabrication de tôles, les poinçons et matrices, les lames résistantes à l'usure et les outils de cisaillement.
L'acier 4140 est un acier faiblement allié contenant du chrome, du molybdène et du manganèse. C'est l'un des aciers les plus polyvalents, avec sa ténacité, sa haute résistance à la fatigue, sa résistance à l'usure et sa résistance aux chocs, ce qui en fait un acier polyvalent pour les applications industrielles.
Le matériau 4140 Steel-to-Metal AM est utilisé dans les gabarits et les montages, l'automobile, les boulons/écrous, les engrenages, les accouplements en acier, et plus encore.
L'acier à outils H13 est un acier au chrome-molybdène pour travail à chaud. Caractérisé par sa dureté et sa résistance à l'usure, l'acier à outils H13 possède une excellente dureté à chaud, une résistance à la fissuration par fatigue thermique et une stabilité au traitement thermique, ce qui en fait un métal idéal pour les applications d'outillage à chaud et à froid.
Les matériaux de fabrication additive métallique en acier à outils H13 ont des applications dans les matrices d'extrusion, les matrices d'injection, les matrices de forgeage à chaud, les noyaux de fonderie sous pression, les inserts et les cavités.
Il s'agit d'une variante très répandue du matériau de fabrication additive métallique cobalt-chrome. C'est un superalliage présentant une excellente résistance à l'usure et à la corrosion. Il possède également d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à l'abrasion et à la corrosion, ainsi qu'une bonne biocompatibilité à haute température, ce qui le rend idéal pour les implants chirurgicaux et autres applications à forte usure, notamment les pièces de production aérospatiales.
L'acier MP1 présente également une bonne résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques stables, même à haute température. Il ne contient pas de nickel et possède donc une structure à grains fins et uniformes. Cette combinaison est idéale pour de nombreuses applications dans les secteurs de l'aérospatiale et du médical.
Les applications typiques comprennent le prototypage d'implants biomédicaux tels que les implants de colonne vertébrale, de genou, de hanche, d'orteil et dentaires. Il peut également être utilisé pour des pièces nécessitant des propriétés mécaniques stables à haute température et des pièces présentant des caractéristiques très petites telles que des parois minces, des broches, etc. qui requièrent une résistance et/ou une rigidité particulièrement élevées.
EOS CobaltChrome SP2 est une poudre de superalliage à base de cobalt-chrome-molybdène spécialement développée pour répondre aux exigences des restaurations dentaires qui doivent être recouvertes de matériaux céramiques dentaires, et est spécialement optimisée pour le système EOSINT M 270.
Les applications comprennent la production de restaurations dentaires en céramique sur métal (PFM), notamment les couronnes et les bridges.
Le CobaltChrome RPD est un alliage dentaire à base de cobalt utilisé dans la fabrication de prothèses partielles amovibles. Il possède une résistance à la traction ultime de 1100 MPa et une limite d'élasticité de 550 MPa.
C'est l'un des alliages de titane les plus utilisés en fabrication additive métallique. Il possède d'excellentes propriétés mécaniques et une grande résistance à la corrosion, tout en présentant une faible densité. Il surpasse les autres alliages grâce à son excellent rapport résistance/poids, son usinabilité et ses aptitudes au traitement thermique.
Ce grade présente également d'excellentes propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion, avec une faible densité. Il possède une ductilité et une résistance à la fatigue améliorées, ce qui le rend particulièrement adapté aux implants médicaux.
Ce superalliage présente une excellente limite d'élasticité, une résistance à la traction et une résistance à la rupture par fluage à haute température. Ses propriétés exceptionnelles permettent aux ingénieurs de l'utiliser pour des applications exigeant une haute résistance dans des environnements extrêmes, comme les composants de turbines dans l'industrie aérospatiale, souvent soumis à des températures élevées. Il possède également une excellente soudabilité par rapport aux autres superalliages à base de nickel.
L'alliage de nickel, également connu sous le nom d'Inconel™ 625, est un superalliage à haute résistance mécanique, ténacité à haute température et résistance à la corrosion. Il est destiné aux applications exigeantes en environnements difficiles. Extrêmement résistant à la corrosion par piqûres, à la corrosion caverneuse et à la fissuration par corrosion sous contrainte en milieu chloruré, il est idéal pour la fabrication de pièces destinées à l'industrie aérospatiale.
L'Hastelloy X présente d'excellentes propriétés mécaniques à haute température, une bonne usinabilité et une résistance à l'oxydation remarquable. Il résiste à la fissuration par corrosion sous contrainte dans les environnements pétrochimiques. Ses excellentes propriétés de formage et de soudage en font un matériau de choix pour les applications exigeant une haute résistance en environnements difficiles.
Les applications courantes comprennent les pièces de production (chambres de combustion, brûleurs et supports dans les fours industriels) qui sont soumises à des conditions thermiques sévères et à un risque élevé d'oxydation.
Le cuivre est depuis longtemps un matériau populaire pour la fabrication additive métallique. L'impression 3D de cuivre était longtemps restée impossible, mais plusieurs entreprises ont désormais développé avec succès des variantes de cuivre utilisables dans divers systèmes de fabrication additive métallique.
La fabrication du cuivre par les méthodes traditionnelles est réputée difficile, longue et coûteuse. L'impression 3D élimine la plupart de ces difficultés, permettant aux utilisateurs d'imprimer des pièces en cuivre géométriquement complexes grâce à un flux de travail simplifié.
Le cuivre est un métal mou et malléable, couramment utilisé pour conduire l'électricité et la chaleur. Grâce à sa conductivité électrique élevée, le cuivre est un matériau idéal pour de nombreux dissipateurs thermiques et échangeurs de chaleur, composants de distribution d'énergie tels que les barres omnibus, équipements de fabrication tels que les poignées de soudage par points, antennes de communication radiofréquence et autres applications.
Le cuivre de haute pureté possède une bonne conductivité électrique et thermique et convient à une large gamme d'applications. Les propriétés du cuivre en font un matériau idéal pour les échangeurs de chaleur, les composants de moteurs de fusée, les bobines d'induction, l'électronique et toute application nécessitant une bonne conductivité électrique, comme les dissipateurs thermiques, les bras de soudage, les antennes, les barres omnibus complexes, etc.
Ce cuivre commercialement pur offre une excellente conductivité thermique et électrique jusqu'à 100 % IACS, ce qui le rend idéal pour les inducteurs, les moteurs et de nombreuses autres applications.
Cet alliage de cuivre possède une bonne conductivité électrique et thermique ainsi que de bonnes propriétés mécaniques. Cela a eu un impact considérable sur l'amélioration des performances de la chambre de combustion de la fusée.
Le tungstène W1 est un alliage de tungstène pur développé par EOS et testé pour une utilisation dans les systèmes métalliques EOS et fait partie d'une famille de matériaux réfractifs en poudre.
Les pièces fabriquées en tungstène EOS W1 seront utilisées dans les structures de guidage à rayons X à parois minces. Ces grilles anti-diffusion se retrouvent dans les équipements d'imagerie utilisés dans le secteur médical (humain et vétérinaire) et d'autres industries.
Les métaux précieux tels que l'or, l'argent, le platine et le palladium peuvent également être imprimés en 3D efficacement grâce aux systèmes de fabrication additive métallique.
Ces métaux sont utilisés dans diverses applications, notamment en joaillerie et en horlogerie, ainsi que dans les secteurs dentaire, électronique et autres.
Nous avons examiné certains des matériaux d'impression 3D métalliques les plus populaires et les plus utilisés, ainsi que leurs variantes. L'utilisation de ces matériaux dépend de la technologie avec laquelle ils sont compatibles et de l'application finale du produit. Il convient de noter que les matériaux traditionnels et les matériaux d'impression 3D ne sont pas totalement interchangeables. Les matériaux peuvent présenter des propriétés mécaniques, thermiques, électriques et autres variables en raison des différents procédés de fabrication.
Si vous recherchez un guide complet pour débuter dans l'impression 3D métal, consultez nos articles précédents sur le sujet et la liste des techniques de fabrication additive métallique, et abonnez-vous pour découvrir d'autres articles couvrant tous les aspects de l'impression 3D métal.