![\"\"](\"https:\/\/www.m-q.ch\/wp-content\/uploads\/2020\/11\/Metall-im-3D-Drucker.jpg\")
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L'innovation est difficile \u00e0 appr\u00e9cier \u00e0 l'\u0153il nu : un petit \u00e9chiquier m\u00e9tallique dont l'ar\u00eate mesure quatre millim\u00e8tres de long. Au premier coup d'\u0153il, il brille comme de l'acier poli ; au second, de minuscules diff\u00e9rences de couleur sont visibles : le minuscule \u00e9chiquier a 16 surfaces, huit paraissent l\u00e9g\u00e8rement plus fonc\u00e9es, huit plus claires. L'\u00e9chantillon de mat\u00e9riau discret prouve que l'impression en 3D \u00e0 l'aide de rayons laser et de poudre m\u00e9tallique convient non seulement \u00e0 la cr\u00e9ation de nouvelles formes g\u00e9om\u00e9triques, mais aussi \u00e0 la production de nouveaux mat\u00e9riaux dot\u00e9s de fonctionnalit\u00e9s totalement nouvelles. Le petit \u00e9chiquier en est un exemple particuli\u00e8rement \u00e9vident : huit surfaces sont magn\u00e9tiques, huit non magn\u00e9tiques - et pourtant toute la pi\u00e8ce a \u00e9t\u00e9 imprim\u00e9e en 3D \u00e0 partir d'un seul type de poudre m\u00e9tallique. Seules l'intensit\u00e9 et la dur\u00e9e de la lumi\u00e8re laser irradi\u00e9e ont vari\u00e9.<\/p>\n
Pour commencer, une \u00e9quipe de l'Empa dirig\u00e9e par Ariyan Arabi-Hashemi et Christian Leinenbach a utilis\u00e9 un type sp\u00e9cial d'acier inoxydable d\u00e9velopp\u00e9 il y a une vingtaine d'ann\u00e9es par Hempel Special Metals \u00e0 D\u00fcbendorf, entre autres. L'acier dit P2000 ne contient pas de nickel, mais environ un pour cent d'azote. L'acier P2000 ne provoque pas d'allergies et est bien adapt\u00e9 \u00e0 des fins m\u00e9dicales. Il est particuli\u00e8rement dur, ce qui rend l'usinage conventionnel par fraisage plus difficile. Malheureusement, \u00e0 premi\u00e8re vue, il semble \u00e9galement inadapt\u00e9 comme mat\u00e9riau de base pour l'impression laser 3D : Il devient rapidement tr\u00e8s chaud dans la zone de fusion du faisceau laser. Par cons\u00e9quent, une grande partie de l'azote contenu normalement s'\u00e9vapore et l'acier P2000 change ses propri\u00e9t\u00e9s.<\/p>\n
Transformer le probl\u00e8me en avantage <\/strong><\/p>\n Arabi-Hashemi et Leinenbach ont r\u00e9ussi \u00e0 transformer cet inconv\u00e9nient en avantage. Ils ont modifi\u00e9 la vitesse de balayage du laser et l'intensit\u00e9 de la lumi\u00e8re laser, qui fait fondre les particules individuelles dans le lit de poudre m\u00e9tallique, et ont ainsi fait varier sp\u00e9cifiquement la taille et la dur\u00e9e de vie du bassin de fusion liquide. Elle avait un diam\u00e8tre de 200 microm\u00e8tres et une profondeur de 50 microm\u00e8tres dans le plus petit cas, et une largeur de 350 microm\u00e8tres et une profondeur de 200 microm\u00e8tres dans le plus grand cas. Le grand bassin de fusion permet \u00e0 une grande quantit\u00e9 d'azote de s'\u00e9vaporer de l'alliage ; l'acier qui se solidifie se cristallise avec une forte proportion de ferrite magn\u00e9tisable. Avec le plus petit bassin de fusion, la fonte se solidifie beaucoup plus rapidement. L'azote reste dans l'alliage ; l'acier se cristallise alors principalement sous forme d'aust\u00e9nite non magn\u00e9tique. Dans le cadre de l'exp\u00e9rience, les chercheurs devaient d\u00e9terminer tr\u00e8s pr\u00e9cis\u00e9ment la teneur en azote dans de minuscules \u00e9chantillons de m\u00e9tal de taille millim\u00e9trique et mesurer l'aimantation locale \u00e0 quelques microm\u00e8tres pr\u00e8s, ainsi que le rapport volumique de l'acier aust\u00e9nitique et ferritique. Pour ce faire, l'Empa a eu recours \u00e0 des m\u00e9thodes d'analyse tr\u00e8s sophistiqu\u00e9es.<\/p>\n Production cibl\u00e9e de m\u00e9taux <\/strong><\/p>\n L'exp\u00e9rience, qui semble \u00eatre un gadget, pourrait bient\u00f4t ajouter un outil crucial \u00e0 la m\u00e9thodologie de production et de traitement des m\u00e9taux. \"Avec l'impression en 3D, nous pouvons facilement atteindre des temp\u00e9ratures de plus de 2500 degr\u00e9s Celsius localement\", explique M. Leinenbach. \"Cela nous permet de vaporiser s\u00e9lectivement les diff\u00e9rents composants d'un alliage - par exemple, le mangan\u00e8se, l'aluminium, le zinc, le carbone et plus encore - et donc de modifier localement la composition chimique\". La m\u00e9thode n'est pas limit\u00e9e aux aciers inoxydables, mais peut \u00e9galement \u00eatre utile pour de nombreux autres alliages.<\/p>\n Leinenbach pense, par exemple, aux alliages de nickel-titane, connus sous le nom d'\"alliages \u00e0 m\u00e9moire de forme\". La temp\u00e9rature \u00e0 laquelle l'alliage \"se souvient\" de sa forme donn\u00e9e d\u00e9pend de seulement 0,1 % de plus ou de moins de nickel dans le m\u00e9lange. \u00c0 l'aide d'une imprimante laser 3D, il a \u00e9t\u00e9 possible de cr\u00e9er des composants qui r\u00e9agissent \u00e0 diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures de mani\u00e8re localement d\u00e9cal\u00e9e.<\/p>\n De belles structures pour les moteurs \u00e9lectriques de demain <\/strong><\/p>\n La capacit\u00e9 \u00e0 produire des alliages avec une pr\u00e9cision microm\u00e9trique dans un composant pourrait \u00e9galement \u00eatre utile pour construire de nouveaux moteurs \u00e9lectriques plus efficaces. Pour la premi\u00e8re fois, cela offre la possibilit\u00e9 de construire le stator et le rotor du moteur \u00e9lectrique \u00e0 partir de mat\u00e9riaux magn\u00e9tiquement finement structur\u00e9s afin de mieux exploiter la g\u00e9om\u00e9trie des champs magn\u00e9tiques. La d\u00e9couverte de la corr\u00e9lation entre la puissance du laser, la taille du bain de fusion et les propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau a \u00e9t\u00e9 rendue possible gr\u00e2ce au savoir-faire acquis par l'Empa depuis neuf ans dans le domaine de la \"fabrication d'additifs\". Depuis lors, l'\u00e9quipe de Christian Leinenbach est l'un des principaux groupes de travail au monde qui se consacre aux questions de science des mat\u00e9riaux li\u00e9es aux proc\u00e9d\u00e9s d'impression laser 3D. En m\u00eame temps, les chercheurs de l'Empa ont acquis de l'exp\u00e9rience dans la surveillance des processus, en particulier dans la mesure des bassins de fusion, dont la taille et la dur\u00e9e de vie sont d\u00e9terminantes pour la modification cibl\u00e9e des alliages.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" L'innovation est difficile \u00e0 \u00e9valuer \u00e0 l'\u0153il nu : un petit \u00e9chiquier m\u00e9tallique de quatre millim\u00e8tres de c\u00f4t\u00e9. Au premier coup d'\u0153il, il brille comme de l'acier poli ; au deuxi\u00e8me coup d'\u0153il, on remarque d'infimes diff\u00e9rences de couleur : le minuscule damier a 16 surfaces, huit paraissent un peu plus fonc\u00e9es, huit plus claires. Cet \u00e9chantillon de mat\u00e9riau anodin prouve que l'impression 3D \u00e0 l'aide de rayons laser et de [...] [En savoir plus<\/p>","protected":false},"author":60,"featured_media":10046,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[3303],"tags":[4725],"class_list":["post-10013","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-qualitaetsmanagement","tag-11-2020"],"acf":[],"yoast_head":"\n