Plusieurs procédés d’impression 3D ont été inventés depuis la fin des années 1970. À l’origine, les imprimantes étaient grandes, coûteuses et très limitées dans ce qu’elles pouvaient produire.

Un grand nombre de procédés additifs sont maintenant disponibles. Les principales différences entre les procédés résident dans la manière dont les couches sont déposées pour créer des pièces et dans les matériaux utilisés. Certaines méthodes font fondre ou ramollir le matériau pour produire les couches, par exemple la fusion sélective par laser (SLM) ou le frittage direct par laser métallique (DMLS), le frittage sélectif par laser (SLS), la modélisation par dépôt en fusion (FDM) ou la fabrication de filaments fondus (FFF), tandis que d’autres durcissent les matériaux liquides en utilisant différentes technologies sophistiquées, comme la stéréolithographie (SLA). Avec la fabrication d’objets stratifiés (LOM), de fines couches sont découpées et assemblées (par exemple, papier, polymère, métal). Le dépôt de particules utilisant la technologie du jet d’encre imprime des couches de matériau sous forme de gouttes individuelles. Chaque goutte d’encre solide provenant d’un matériau thermofusible imprime en fait une particule ou un objet. Les encres thermofusibles couleur impriment des gouttes individuelles de CMYK les unes sur les autres pour produire un objet d’une seule couleur avec 1 à 3 couches fondues ensemble. Les modèles 3D complexes sont imprimés avec de nombreuses gouttes superposées et fondues ensemble en couches, comme défini par le fichier CAO découpé. La technologie jet d’encre permet aux modèles 3D d’être des structures solides ou à cellules ouvertes, selon la configuration d’impression de l’imprimante 3D. Chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients, c’est pourquoi certaines entreprises proposent un choix de poudre et de polymère pour le matériau utilisé pour construire l’objet. D’autres utilisent parfois du papier commercial standard, disponible dans le commerce, comme matériau de construction pour produire un prototype durable. Les principales considérations dans le choix d’une machine sont généralement la vitesse, les coûts de l’imprimante 3D, du prototype imprimé, le choix et le coût des matériaux, et les capacités de couleur.

Les imprimantes qui travaillent directement avec les métaux sont généralement coûteuses. Cependant des imprimantes moins coûteuses peuvent être utilisées pour fabriquer un moule, qui est ensuite utilisé pour fabriquer des pièces métalliques.

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Type	Technologies	Matériaux
Technologie du jet d’encre	Dépôt de particules à la demande ou en continu (à une ou plusieurs buses)	Matériaux thermofusibles (cire, thermoplastique, alliage métallique)
Extrusion de matériaux	Modélisation par dépôt en fusion (FDM) ou fabrication de filaments en fusion (FFF) et fabrication de granulés en fusion ou fabrication de particules en fusion	Thermoplastiques, métaux eutectiques, matériaux comestibles, caoutchoucs, pâte à modeler, plasticine
	Robocasting ou soudage MIG Impression 3D ou écriture directe à l’encre (DIW) ou fabrication additive de métaux (EAM) et de céramiques (EAC) par extrusion)	Mélanges métal-liant (y compris argile métallique et argile de métal précieux), mélanges céramique-liant (y compris argile céramique et boues céramiques), cermet, composite à matrice métallique, composite à matrice céramique, métal (soudage MIG)
	Fabrication de filaments composites (FFC)	Nylon ou Nylon avec fibre de carbone courte + renforcement sous forme de Carbone, Kevlar, Verre et Verre pour fibre haute température
Lumière polymérisée	Stéréolithographie (SLA)	Photopolymère (y compris les polymères précéramiques)
	Traitement numérique de la lumière (DLP)	Photopolymère
	Production d’interface liquide en continu (CLIP)	Photopolymère + chimie activée thermiquement
Lit de poudre	Lit de poudre et tête à jet d’encre Impression 3D (3DP)	Presque tout alliage métallique, polymères en poudre, plâtre
	Fusion par faisceau d’électrons (EBM)	Plusieurs alliages métalliques, y compris les alliages de titane
	Fusion sélective par laser (SLM)	Alliages de titane, alliages de chrome cobalt, acier inoxydable, Aluminium
	Frittage sélectif par la chaleur (SHS)	Poudre thermoplastique
	Frittage sélectif par laser (SLS)	Thermoplastiques, poudres métalliques, poudres céramiques
	Frittage direct au laser de métaux (DMLS)	Plusieurs alliages métalliques
Laminés	Fabrication d’objets laminés (LOM)	Papier, feuille de métal, film plastique
Alimentation en poudre	Dépôt d’énergie dirigée	Presque tout alliage métallique
Fil	Fabrication de formes libres par faisceau d’électrons. (EBF3)	Presque tout alliage métallique

Technologie du jet d’encreEdit

Une buse avec un matériau liquide peut être tirée sur une surface absorbante pour évacuer le matériau, tirée électrostatiquement d’un orifice de jet plus grand, pressurisée pour faire ruisseler le matériau ou la pression du fluide suralimentée pour expulser de courtes rafales de fluide sous forme de spray ou de gouttes individuelles. Un stylo plume avec son embout est un exemple de matériau à mèche. Un tuyau est un exemple d’écoulement de fluide. Un court éclat de pompe est un exemple d’éjection de gouttes ou de spray.

Les buses peuvent être faites de n’importe quel matériau et peuvent être des buses uniques avec une chambre à fluide ou des buses multiples avec des chambres à fluide unique ou multiple. Les produits d’impression à jet d’encre d’aujourd’hui peuvent être n’importe quelle variation de ces styles de jet d’encre.

Les matériaux d’encre pour les jets d’encre doivent seulement avoir une viscosité assez faible pour permettre au fluide de passer par l’ouverture de la buse. Les matériaux peuvent être fondus pour être liquides. On parle alors d’encres thermofusibles. Dans tous les cas, les encres à jet d’encre doivent être tridimensionnelles sur la surface imprimée afin de produire une composante de hauteur Z pour un objet 3D.

Le jet d’encre a été lancé par Teletype qui a introduit le téléimprimeur Inktronic à traction électrostatique en 1966. L’imprimante avait 40 jets qui offraient une vitesse révolutionnaire de 120 caractères par seconde.

Les jets d’encre continus étaient populaires dans les années 1950-1960 avant que les jets d’encre à la demande (Drop-On-Demand) ne soient inventés en 1972. Les encres tridimensionnelles continues étaient à base de cire et d’alliages métalliques à basse température. L’impression avec ces encres thermofusibles produisait des caractères alphanumériques solides et en 3D, mais personne ne reconnaissait l’impression 3D. En 1971, un jeune ingénieur, Johannes Gottwald, a breveté un enregistreur à métal liquide qui imprimait de grands caractères en métal pour la signalisation, mais Teletype Corp a ignoré cette découverte. Le braille a été imprimé avec des encres de cire mais n’a jamais été commercialisé dans les années 1960.

Les jets d’encre Drop-On-Demand (DOD) ont été inventés en 1972 en utilisant la technologie piézoélectrique « squeeze » pour pomper une goutte par pression. Seules des encres à base d’eau étaient utilisées dans ces premiers jets DOD. Des expériences ont été menées avec de nombreuses formes d’orifices, de nombreux diamètres et plusieurs trous de buse par tube à jet d’encre. Les jets d’encre à buse unique étaient appelés « jets Alpha » chez Exxon Office Systems, où l’impression était étudiée par de nombreux inventeurs qui avaient été engagés pour améliorer l’impression. Le jet Alpha a été rejeté car il était trop complexe. Des têtes d’impression à jets multiples ont été conçues et incorporées par ce groupe.

Une petite société du New Hampshire, R.H. Research, appartenant à Robert Howard a fait des recherches sur l’impression de 1982 à 1983 et a décidé que le jet d’encre à une seule buse était possible et il a alors contacté un inventeur chez Exxon qui a nommé Al Hock comme étant un bon choix pour ce projet. Al Hock a invité Tom Peer et Dave Lutz à le rejoindre dans le New Hampshire pour étudier cette nouvelle entreprise et ils ont accepté l’offre d’emploi. Dave Lutz a contacté deux personnes travaillant dans le domaine des avions à réaction et toujours chez Exxon, Jim et Kathy McMahon, et ils ont également accepté de faire partie des fondateurs de cette entreprise qui s’appellera plus tard Howtek, Inc. Au bout de quelques mois, les jets Alpha fabriqués par la nouvelle équipe de Howtek fonctionnaient bien. La direction de Howtek a choisi de changer les buses en verre pour du Tefzel en se basant sur les résultats des tests de jet d’encre. Le Tefzel a permis au jet d’encre de fonctionner à haute température avec les nouvelles encres thermoplastiques hot-melt et de fonctionner sans vibrations dans la structure de la buse pour générer des gouttes perdues. Chaque pression produit une goutte sur une plage de fréquence de 1 à 16 000 gouttes par seconde. Les buses pouvaient être fabriquées et la Pixelmaster était née. Il y avait 32 buses uniques à jet d’encre par tête d’impression, imprimant 4 couleurs (8 jets par couleur) CMYK. Le mécanisme était une tête d’impression tournant à 121 tours par minute et déposant des gouttes de taille et de forme uniformes à un endroit précis pour l’impression soustractive de texte et d’images en couleur pour l’industrie graphique. Cette technologie d’encres thermofusibles imprimant des couches de CMJN a été le précurseur d’un brevet 3D déposé par Richard Helinski. Quelques années plus tard (1993), le brevet a d’abord été cédé sous licence à Sanders Prototype, Inc. (rebaptisé Solidscape, Inc.), un fabricant de la première imprimante de bureau pour le prototypage rapide, la Modelmaker 6 Pro. Cette imprimante et les produits plus récents utilisent ces jets d’encre de style Howtek et des encres thermoplastiques. Les modèles imprimés avec le thermoplastique étaient parfaits pour le moulage à la cire perdue, sans cendre pendant la combustion. L’impression avec des gouttes d’encre thermoplastique est précise et exacte, ce qui donne des modèles à finition de surface de haute qualité, très appréciés des bijoutiers et des concepteurs CAO sensibles aux détails. Les imprimantes à jet d’encre Howtek, conçues pour imprimer une page en 4 minutes, imprimaient maintenant, dans certains cas, pendant 4 jours d’affilée. La première imprimante a été vendue en 1993 à Hitchner Corporations, Metal Casting Technology R&D group où ils impriment des têtes de club de golf et des pièces pour moteurs automobiles.

Extrusion de matériauxEdit

La fabrication de filaments fondus (FFF), également connue sous le terme commercialisé de modélisation par dépôt de fusion (FDM), dérive d’un système de soudage automatique de feuilles polymères à l’air chaud, de collage à chaud et de dépôt automatique de joints. Ce principe a été développé par S. Scott Crump à la fin des années 1980 et a été commercialisé en 1990 par Stratasys. Après l’expiration du brevet sur cette technologie, une importante communauté de développement open-source s’est développée et des variantes commerciales et DIY utilisant ce type d’imprimante 3D sont apparues, connues sous le nom de projet RepRap (pour self-replicating rapid prototyper). En conséquence, le prix de cette technologie a chuté de deux ordres de grandeur depuis sa création, et elle est devenue la forme la plus courante d’impression 3D.

Dans la modélisation par dépôt fondu, le modèle ou la pièce est produit par l’extrusion de petites perles ou de flux de matériau qui durcissent immédiatement pour former des couches. Un filament de thermoplastique ou d’un autre matériau ou mélange à faible point de fusion est introduit dans une tête de buse d’extrusion (extrudeuse d’imprimante 3D), où le filament est chauffé à sa température de fusion et extrudé sur une table de construction. Plus récemment, on a développé le dépôt de granulés fondus (ou dépôt de particules fondues), dans lequel des particules ou des granulés de plastique remplacent la nécessité d’utiliser un filament. La tête de la buse chauffe le matériau et active ou désactive le flux. En général, des moteurs pas à pas ou des servomoteurs sont utilisés pour déplacer la tête d’extrusion et ajuster le flux. L’imprimante possède généralement 3 axes de mouvement. Un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO) est utilisé pour générer le code G qui est envoyé à un microcontrôleur qui commande les moteurs.

Le plastique est le matériau le plus courant pour une telle impression. Divers polymères peuvent être utilisés, notamment l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), le polycarbonate (PC), l’acide polylactique (PLA), le polyéthylène haute densité (HDPE), le PC/ABS, le polyphénylsulfone (PPSU) et le polystyrène à haut impact (HIPS). En général, le polymère se présente sous la forme d’un filament fabriqué à partir de résines vierges. Il existe de nombreux projets dans la communauté ouverte visant à transformer les déchets plastiques post-consommation en filaments. Il s’agit de machines utilisées pour déchiqueter et extruder la matière plastique en filament, comme les recyclebots. En outre, des fluoropolymères tels que les tubes en PTFE sont utilisés dans le processus en raison de la capacité du matériau à résister à des températures élevées. Cette capacité est particulièrement utile pour transférer les filaments.

Le métal et le verre peuvent également être utilisés pour l’impression 3D, bien qu’ils soient beaucoup plus chers et généralement utilisés pour des œuvres d’art. Cependant, le développement du WAAM (wire arc additive manufacturing) a réduit les coûts de l’impression 3-D en métal.

La FDM est quelque peu limitée dans la variation des formes qui peuvent être fabriquées. Par exemple, la FDM ne peut généralement pas produire des structures de type stalactite, car elles ne seraient pas soutenues pendant la construction. Dans le cas contraire, il faut concevoir un support mince dans la structure, qui peut être cassé pendant la finition. Habituellement, le logiciel qui convertit le modèle 3D en un ensemble de couches plates, appelé slicer, se charge de l’ajout de ces supports et de quelques autres ressources pour permettre la fabrication de ce type de formes.

Fusion sur lit de poudreEdit

Une autre approche d’impression 3D est la fusion sélective de matériaux dans un lit granulaire. La technique fusionne des parties de la couche et se déplace ensuite vers le haut dans la zone de travail, en ajoutant une autre couche de granulés et en répétant le processus jusqu’à ce que la pièce se soit construite. Ce procédé utilise le support non fondu pour soutenir les surplombs et les parois minces de la pièce en cours de production, ce qui réduit le besoin de supports auxiliaires temporaires pour la pièce. Par exemple, dans le frittage thermique sélectif, une tête d’impression thermique applique de la chaleur à des couches de thermoplastique en poudre ; lorsqu’une couche est terminée, le lit de poudre se déplace vers le bas, et un rouleau automatisé ajoute une nouvelle couche de matériau qui est frittée pour former la prochaine section transversale du modèle ; l’utilisation d’une tête d’impression thermique moins intense au lieu d’un laser, en fait une solution moins chère que l’utilisation de lasers, et peut être réduite à des tailles de bureau.

Le frittage sélectif par laser (SLS) a été développé et breveté par les docteurs Carl Deckard et Joseph Beaman à l’Université du Texas à Austin au milieu des années 1980, sous le parrainage de la DARPA. Un procédé similaire a été breveté sans être commercialisé par R. F. Housholder en 1979.

La fusion sélective par laser (SLM) n’utilise pas le frittage pour la fusion des granules de poudre, mais va fondre complètement la poudre à l’aide d’un laser à haute énergie pour créer des matériaux entièrement denses selon une méthode par couches qui ont des propriétés mécaniques similaires à celles des métaux fabriqués de manière conventionnelle.

La fusion par faisceau d’électrons (EBM) est un type similaire de technologie de fabrication additive pour les pièces métalliques (par exemple, les alliages de titane). L’EBM fabrique des pièces en faisant fondre de la poudre métallique couche par couche avec un faisceau d’électrons sous un vide poussé. Contrairement aux techniques de frittage de métaux qui fonctionnent en dessous du point de fusion, les pièces EBM sont exemptes de vide.

Jet de liantEdit

La technique d’impression 3D par jet de liant consiste à déposer un agent adhésif liant sur des couches de matériaux, généralement en poudre. Les matériaux peuvent être à base de céramique ou de métal. Cette méthode est également connue sous le nom de système d’impression 3D par jet d’encre. Pour produire la pièce, l’imprimante construit le modèle à l’aide d’une tête qui se déplace sur la base de la plateforme et dépose, une couche à la fois, en étalant une couche de poudre (plâtre, ou résines) et en imprimant un liant dans la section transversale de la pièce à l’aide d’un procédé de type jet d’encre. Cette opération est répétée jusqu’à ce que chaque couche ait été imprimée. Cette technologie permet d’imprimer des prototypes en couleur, des porte-à-faux et des pièces en élastomère. La résistance des impressions en poudre collée peut être améliorée par une imprégnation de cire ou de polymère thermodurci.

StéréolithographieEdit

Le procédé de stéréolithographie (SLA) est basé sur le durcissement par la lumière (photopolymérisation) de matériaux liquides en une forme solide ; il a été breveté en 1986 par Chuck Hull.

Dans ce procédé, une cuve de polymère liquide est exposée à un éclairage contrôlé (comme un laser ou un projecteur de lumière numérique) dans des conditions de lumière sûre. Le plus souvent, le polymère liquide exposé durcit par réticulation entraînée par la réaction d’addition des doubles liaisons carbone carbone dans les acrylates. La polymérisation se produit lorsque les photopolymères sont exposés à la lumière lorsque les photopolymères contiennent des chromophores, sinon, l’addition de molécules qui sont photosensibles sont utilisées pour réagir avec la solution pour commencer la polymérisation. La polymérisation des monomères entraîne une réticulation, qui crée un polymère. Grâce à ces liaisons covalentes, la propriété de la solution est modifiée. La plaque de construction descend ensuite par petits incréments et le polymère liquide est à nouveau exposé à la lumière. Le processus se répète jusqu’à ce que le modèle ait été construit. Le polymère liquide est alors évacué de la cuve, laissant le modèle solide. Le Perfactory d’EnvisionTEC est un exemple de système de prototypage rapide DLP.

Les systèmes d’impression à jet d’encre comme le système PolyJet d’Objet pulvérisent des matériaux photopolymères sur un plateau de construction en couches ultrafines (entre 16 et 30 µm) jusqu’à ce que la pièce soit terminée. Chaque couche de photopolymère est durcie à l’aide d’une lumière UV après avoir été projetée, ce qui produit des modèles entièrement durcis qui peuvent être manipulés et utilisés immédiatement, sans post-traitement. Le matériau de support gélifié, qui est conçu pour supporter des géométries complexes, est retiré à la main et au jet d’eau. Ce procédé convient également aux élastomères. Il existe sur le marché un autre type de système d’impression à jet d’encre qui peut imprimer un photopolymère couche par couche, avec un durcissement UV intermédiaire, pour produire des lentilles ophtalmiques correctrices. Aucune structure de support n’est nécessaire dans ce cas, car les lentilles ophtalmiques n’ont pas besoin de porte-à-faux. Luxexcel, une société néerlandaise, a commercialisé cette technologie et cette plate-forme d’impression.

Des caractéristiques ultra-petites peuvent être réalisées avec la technique de microfabrication 3D utilisée dans la photopolymérisation multiphotonique. Cette approche utilise un laser focalisé pour tracer l’objet 3D souhaité dans un bloc de gel. En raison de la nature non linéaire de la photo-excitation, le gel n’est durci en un solide qu’aux endroits où le laser a été focalisé, tandis que le gel restant est ensuite éliminé par lavage. Des tailles d’éléments inférieures à 100 nm sont facilement produites, ainsi que des structures complexes avec des parties mobiles et imbriquées.

En revanche, une autre approche utilise une résine synthétique qui est solidifiée à l’aide de LED.

Dans la stéréolithographie basée sur la projection d’images de masque, un modèle numérique 3D est tranché par un ensemble de plans horizontaux. Chaque tranche est convertie en une image de masque bidimensionnelle. L’image du masque est ensuite projetée sur une surface de résine liquide photodurcissable et de la lumière est projetée sur la résine pour lui donner la forme de la couche. Cette technique a été utilisée pour créer des objets composés de plusieurs matériaux qui durcissent à des vitesses différentes. Dans les systèmes de recherche, la lumière est projetée par le bas, ce qui permet d’étaler rapidement la résine en couches minces et uniformes, réduisant ainsi le temps de production de plusieurs heures à quelques minutes. Les dispositifs disponibles dans le commerce, comme Objet Connex, appliquent la résine via de petites buses.

La production continue d’interfaces liquides (CLIP) est une autre forme de fabrication additive qui utilise le processus de photopolymérisation basé sur la DLP pour créer des objets solides à côtés lisses de formes très variées. Le processus continu de CLIP commence par un bassin de résine photopolymère liquide. Une partie du fond du bassin est transparente à la lumière ultraviolette (la « fenêtre »). Comme les systèmes DLP avant lui, un faisceau de lumière ultraviolette traverse la fenêtre, éclairant la section transversale précise de l’objet. La lumière provoque la solidification de la résine. L’objet s’élève assez lentement pour permettre à la résine de s’écouler en dessous et de rester en contact avec le fond de l’objet. CLIP est différent des procédés DLP traditionnels, en raison d’une membrane perméable à l’oxygène qui se trouve sous la résine, créant une « zone morte » (interface liquide persistante) empêchant la résine de se fixer à la fenêtre (la photopolymérisation est inhibée entre la fenêtre et le polymérisateur).

Contrairement à la stéréolithographie, le processus d’impression est considéré comme continu par ses fondateurs et considérablement plus rapide que les processus DLP traditionnels, permettant la production de pièces en quelques minutes au lieu de quelques heures.

Récemment, l’utilisation des techniques d’impression 3D stéréoligraphique a été développée davantage pour permettre la fabrication additive de matériaux céramiques. L’impression 3D réussie de céramiques à l’aide de la stéréolithographie est obtenue par la photopolymérisation de polymères précéramiques pour donner des céramiques à base de silicium d’une classe connue plus largement sous le nom de céramiques dérivées de polymères, y compris le carbure de silicium et l’oxycarbure de silicium.

Lithographie axiale calculéeModifié

Lithographie axiale calculée est une méthode d’impression 3D basée sur l’inversion du principe de la tomographie calculée (CT) pour créer des impressions dans une résine photodurcissable. Elle a été mise au point par une collaboration entre l’université de Californie à Berkeley et le Lawrence Livermore National Laboratory. Contrairement à d’autres méthodes d’impression 3D, elle ne construit pas de modèles en déposant des couches de matériau comme le modèle de dépôt par fusion et la stéréolithographie, mais crée des objets en utilisant une série d’images 2D projetées sur un cylindre de résine. Elle se distingue par sa capacité à construire des objets beaucoup plus rapidement que les autres méthodes utilisant des résines et par la possibilité d’incorporer des objets dans les impressions.

Fabrication additive liquideEdit

La fabrication additive liquide (LAM) est une technique de fabrication additive qui dépose un matériau liquide ou très visqueux (par exemple, le caoutchouc de silicone liquide) sur une surface de construction pour créer un objet, qui est ensuite vulcanisé en utilisant la chaleur pour le durcir. Le procédé a été créé à l’origine par Adrian Bowyer et a ensuite été développé par l’allemand RepRap.

LaminationEdit

Dans certaines imprimantes, le papier peut être utilisé comme matériau de construction, ce qui permet de réduire le coût d’impression. Au cours des années 1990, certaines entreprises ont commercialisé des imprimantes qui découpaient des sections transversales dans du papier recouvert d’un adhésif spécial à l’aide d’un laser à dioxyde de carbone, puis les laminaient ensemble.

En 2005, Mcor Technologies Ltd a mis au point un processus différent utilisant des feuilles ordinaires de papier de bureau, une lame en carbure de tungstène pour découper la forme, et un dépôt sélectif d’adhésif et une pression pour coller le prototype.

Il existe également un certain nombre d’entreprises qui vendent des imprimantes qui impriment des objets laminés en utilisant des feuilles minces de plastique et de métal.

La consolidation par ultrasons (UC) ou la fabrication additive par ultrasons (UAM) est une technique de fabrication additive ou d’impression 3D à basse température pour les métaux.

Dépôt d’énergie dirigée (DED)Edit

Dépôt d’énergie dirigée alimenté par poudreEdit

Dans le dépôt d’énergie dirigée alimenté par poudre, un laser de haute puissance est utilisé pour faire fondre la poudre métallique fournie au foyer du faisceau laser. Le faisceau laser passe généralement par le centre de la tête de dépôt et est focalisé sur un petit point par une ou plusieurs lentilles. La fabrication se fait sur une table X-Y qui est entraînée par un parcours d’outil créé à partir d’un modèle numérique pour fabriquer un objet couche par couche. La tête de dépôt est déplacée verticalement vers le haut à mesure que chaque couche est terminée. La poudre métallique est délivrée et distribuée autour de la circonférence de la tête ou peut être divisée par un collecteur interne et délivrée par des buses disposées dans diverses configurations autour de la tête de dépôt. Une chambre hermétiquement fermée remplie de gaz inerte ou un gaz inerte local est souvent utilisé pour protéger le bain de fusion de l’oxygène atmosphérique afin de mieux contrôler les propriétés du matériau. Le procédé d’énergie dirigée alimenté en poudre est similaire au frittage sélectif par laser, mais la poudre métallique est appliquée uniquement là où le matériau est ajouté à la pièce à ce moment-là. Le procédé prend en charge une large gamme de matériaux, notamment le titane, l’acier inoxydable, l’aluminium et d’autres matériaux spéciaux, ainsi que les composites et les matériaux à gradation fonctionnelle. Le procédé permet non seulement de construire entièrement de nouvelles pièces métalliques, mais aussi d’ajouter du matériau à des pièces existantes, par exemple pour des revêtements, des réparations et des applications de fabrication hybride. LENS (Laser Engineered Net Shaping), qui a été développé par Sandia National Labs, est un exemple du procédé Powder Fed – Directed Energy Deposition pour l’impression 3D ou la restauration de pièces métalliques.

Procédés de fil métalliqueEdit

Les systèmes d’alimentation en fil basés sur le laser, tels que le Laser Metal Deposition-wire (LMD-w), alimentent le fil à travers une buse qui est fondue par un laser en utilisant un blindage de gaz inerte soit dans un environnement ouvert (gaz entourant le laser), soit dans une chambre scellée. La fabrication de formes libres par faisceau d’électrons utilise une source de chaleur par faisceau d’électrons à l’intérieur d’une chambre à vide.