Projection de liant - BJ

La technique d’impression 3D par projection de liant consiste à déposer un liant adhésif en fines couches de matériau en poudre. Il peut s’agir de matériau à base de céramique (verre ou plâtre, par exemple) ou de métal (acier inoxydable, par exemple).

Au cours de l’impression 3D par projection de liant, la tête d’impression 3D se déplace au-dessus de la plateforme de construction et dépose les gouttelettes de liants. Chaque couche est imprimée à la façon des imprimantes 2D qui déposent l’encre sur le papier. Lorsqu’une couche est terminée, le lit de poudre se déplace vers le bas et une nouvelle couche de poudre est projetée sur la surface de construction. Le processus est répété jusqu’à ce que toutes les pièces soient réalisées. Une fois l’impression terminée, les pièces à l’état brut (non fini) nécessitent un post-traitement supplémentaire avant leur utilisation. Une substance infiltrante est ajoutée pour améliorer les propriétés mécaniques des pièces. Cette substance est en général une colle cyanoacrylate (pour la céramique) ou du bronze (pour les métaux). Il est également possible de placer les pièces à l’état brut à l’intérieur d’un four pour obtenir le frittage des grains. À l’origine, le terme « Impression 3D » faisait référence à un procédé consistant à déposer un matériau liant sur un lit de poudre à l’aide de têtes d’impression d’une couche après l’autre. Cela reste très similaire à celles des imprimantes à jet d’encre,

Le procédé d’impression 3D par projection de liant englobe plusieurs techniques mises au point par différents fabricants. La plus connue du grand public étant :

ColorJet Printing (CPJ) par 3D Systems. ColorJet Printing est une marque déposée de la société ZCorp, qui appartient maintenant à 3D Systems. Les impressions 3D ColorJet Printing (impression par jet de couleur) sont entièrement colorées. Les pièces finales ont l’aspect du grès et présentent une surface quelque peu poreuse. Le grès est coloré par jet d’encre et aggloméré lors de l’impression 3D. À la fin de l’impression, une infiltration est requise pour solidifier et lier la pièce. Des centaines de milliers de couleurs sont disponibles, ce qui représente la quasi-totalité du spectre CMJN. Les impressions finales ne sont pas destinées à des applications fonctionnelles en raison de leur porosité. Par ailleurs, elles ne doivent pas être placées dans des environnements humides pour éviter toute décoloration.

La projection de liant et matériaux

Le procédé d’impression 3D par projection de liant fonctionne avec une grande diversité de matériaux, parmi lesquels le métal, le sable et la céramique. Certains matériaux, comme le sable, n’exigent aucun traitement supplémentaire.

La projection de liant est idéale pour les applications où l’esthétique et la forme jouent un rôle important, comme les modèles architecturaux, les conditionnements, les jouets et les figurines. Elle est généralement peu adaptée aux applications fonctionnelles en raison de la nature fragile des pièces.

Comparée aux techniques d’impression 3D par fusion sur lit de poudre (PBF), la projection de liant présente l’avantage de ne pas utiliser la chaleur pendant le processus de construction. Ceci évite l’apparition de contraintes résiduelles dans les pièces.

Les pièces créées par projection de liant à base de métal possèdent des propriétés mécaniques relativement correctes grâce au processus d’infiltration. En conséquence, on les utilise en tant que composants fonctionnels. En outre, elles sont plus économiques que les pièces produites par SLM (fusion sélective par laser) ou par DMLS (frittage laser direct de métal). Mais elles possèdent des propriétés mécaniques de qualité inférieure, car les grains des matériaux ne fusionnent pas complètement ensemble.

Il existe différents types de matériaux liants pour l’impression 3D, chacun correspondant à une application spécifique. Ils sont répartis dans les catégories suivantes : liant furannique (pour les applications de coulage au sable), liant phénolique (pour les moules et noyaux en sable), liant silicate (écologique, pour les moules et noyaux en sable) et liant hydraulique (pour les métaux).