Comportement des mélanges à basse viscosité de polymères hautement chargés en poudre d’acier inoxydable sur les propriétés dimensionnelles et géométriques des pièces obtenues en impression 3D par extrusion

Résumé

La fabrication additive par extrusion de matériau (MEX) utilisant des polymères hautement chargés en poudres métalliques est un procédé permettant de fabriquer des pièces métalliques en quatre étapes. La formulation du mélange, l’impression 3D par extrusion, le déliantage et le frittage mènent à la fabrication d’une pièce métalliquement dense possédant les propriétés mécaniques proches du même métal corroyé. Le présent projet vise à mieux définir les propriétés dimensionnelles et géométriques atteignables en utilisant le procédé MEX avec des mélanges d’acier inoxydable 17-4 PH à basses viscosités. La performance de deux imprimantes a été investiguée, soit une imprimante à base de piston en développement par les étudiants à l’ÉTS ainsi qu’une imprimante commerciale fabriquée par Desktop Metal qui utilise un système de tige acheminé par des cartouches dans les extrudeurs. L’imprimante commerciale utilise un mélange de polymère confidentiel et de poudre 17-4 PH qui est formulé par la compagnie tandis que l’imprimante en développement utilise un mélange à base de cire et de poudre 17-4 PH ayant une plage de viscosité allant de 50 à 120 Pa*s. La caractérisation CMM des propriétés dimensionnelles des pièces à vert (prismes rectangulaires) a permis de quantifier des déviations dimensionnelles maximum 4.1 ± 0.1% par rapport aux dimensions nominales. La quantification de caractéristiques géométriques sur des pièces prismatiques et axisymétriques a aussi permis de conclure qu’il était possible d’imprimer des angles de surplomb supérieur à 70 degrés sans l’utilisation de support avec les deux principes d’imprimante.

Date	2 mai 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vincent Demers (Directeur(-trice))