Fabrication additive – fusion sur lit de poudre

La fabrication additive par faisceau d’électrons réduit les variations brusques de température des pièces fabriquées grâce au préchauffage par faisceau d’électrons (hot process). Par conséquent, les pièces présentent peu de contraintes résiduelles, ce qui réduit les déformations et les fissures. En revanche, la fabrication additive laser tend à accumuler des contraintes résiduelles en raison du chauffage répété et du refroidissement rapide, créant, selon le matériau et la forme, des déformations et des fissures.

L’avantage de la fabrication additive par faisceau d’électrons est qu’elle ne nécessite pas de support, car la poudre est liée entre elle et supporte donc le poids de la pièce pendant sa construction. À l’inverse, la fabrication additive laser nécessite l’utilisation d’une structure de support solide pour éviter les déformations et les fissures.
De plus, la méthode par faisceau d’électrons ne nécessite pas le post-traitement thermique dont la méthode par faisceau laser a besoin pour relaxer les contraintes internes.

La cathode à longue durée fonctionne plus de 1 500 heures. Cette longévité permet de réduire considérablement les temps d’arrêt dus aux remplacements de la cathode. Le secret réside dans la technologie du vide (unique de JEOL), développée pour la fabrication d’équipements à faisceaux d’électrons.

Aucun gaz d’hélium n’est utilisé pour empêcher la dispersion de poudre. Grâce à un environnement sans hélium, les pièces peuvent être fabriquées dans un espace propre à faible coût, et la surface de la cathode est moins susceptible d’être endommagée, ce qui permet au faisceau d’électrons de rester stable. De ce fait, la qualité de fabrication peut être maintenue jusqu’à la fin de la durée de vie de la cathode.

La fabrication additive par faisceau d’électrons s’effectue sous vide poussé. L’oxydation de la pièce fabriquée, ainsi que les inclusions ou impuretés, sont donc réduites.
En revanche, la fabrication additive laser s’effectue dans un environnement de gaz inerte, à pression atmosphérique. Dans certains cas, de l’oxygène et de l’eau peuvent subsister. Il convient donc de porter une attention particulière aux métaux tels que les alliages de titane.

L’axe et la forme du faisceau d’électrons sont automatiquement corrigés en fonction de la position d’irradiation. Cette technologie a été développée pour notre système de lithographie par faisceau d’électrons pour la fabrication des semi-conducteurs.

Grâce à notre technologie issue de la fabrication de microscopes électroniques, nous avons développé une fonction de suivi par image BSE (électrons rétrodiffusés). Cette fonction permet d’observer la morphologie de surface et les défauts couche par couche, en capturant les électrons BSE (électrons rétrodiffusés) émis par le faisceau d’électrons primaires, et de visualiser la qualité d’impression, ce qui est difficile avec la fabrication additive laser et d’autres méthodes.

L’avantage de la fonction de suivi par image BSE (électrons rétrodiffusés) réside dans la détection en temps réel des défauts pendant la fabrication. Contrairement au CT X-ray, aucune étape de test supplémentaire n’est requise après la fabrication, ce qui améliore l’efficacité du contrôle qualité. Cette fonction fournit une image BSE de la surface en irradiant des faisceaux d’électrons sur les surfaces fusionnées après l’étape de fusion. Les défauts internes et les déformations de la pièce sont détectés automatiquement, à partir de l’image de coupe transversale.

L’état de fabrication et les conditions de la machine peuvent être vérifiés à distance à tout moment. Une fonction de notification est également disponible.

Avec le JAM-5200EBM, vous pouvez construire plus d’une pièce en une seule étape d’impression. Presque aucune coupe n’est nécessaire, ce qui évite le gaspillage de matériaux.
La réutilisation de poudre de métal est possible. Ainsi, JEOL œuvre pour une société respectueuse de l’environnement et durable.