La fabrication additive, également connue sous le nom d'impression 3D, est devenue une technologie révolutionnaire qui trouve des applications dans de nombreux secteurs. Parmi ses nombreuses techniques, la fusion laser sur lit de poudre (PBF-LB), également appelée fusion sélective par laser (SLM), est particulièrement remarquable pour sa capacité à produire des pièces métalliques complexes. Cependant, la PBF-LB s'accompagne de défis techniques, dont l'un est la nécessité d'un contrôle précis de la température pour garantir la qualité et l'intégrité du produit final. Les échangeurs de chaleur étanches aux gaz, tels que ceux proposés par Becker, jouent un rôle crucial pour relever ce défi. Dans cet article nous allons découvrir pourquoi les échangeurs de chaleur étanches au gaz sont indispensables pour les applications PBF-LB.
La fusion laser sur lit de poudre est une technique d'impression 3D avancée utilisée pour la fabrication additive métallique. Elle implique la fusion sélective de poudres métalliques à l'aide d'un laser de grande puissance afin de construire, couche par couche, des pièces métalliques complexes et complètement denses. Au cours du procédé PBF-LB, le maintien d'une température contrôlée et uniforme est essentiel pour garantir les propriétés souhaitées des matériaux et l'intégrité structurelle des composants imprimés.
Les échangeurs de chaleur sont des composants essentiels des machines PBF-LB, en particulier pour les grandes machines, car ils aident à réguler la température dans la chambre de fabrication, qui est fortement influencée par la chaleur provenant de divers éléments critiques du système. Voici quelques fonctions clés des échangeurs de chaleur dans les machines de fabrication additive métallique:
Refroidissement par laser : Les lasers à haute puissance utilisés dans les machines PBF-LB génèrent une chaleur importante. Une chaleur excessive peut entraîner des distorsions thermiques dans la pièce imprimée et nuire au processus d'impression. Les échangeurs de chaleur sont chargés d'évacuer efficacement la chaleur induite par les lasers de la chambre de fabrication afin de maintenir sa température de fonctionnement optimale.
Refroidissement du lit de poudre : Dans les machines PBF-LB de grande taille, la plaque de substrat est généralement chauffée. Il s'agit d'une source de chaleur importante. Cependant, il est essentiel de maintenir une température stable dans le lit de poudre pour obtenir une fusion uniforme et éviter les défauts. Les échangeurs de chaleur permettent de réguler la température du gaz inerte dans la chambre de fabrication et, en conséquence, la température du lit de poudre, ce qui garantit des impressions homogènes et de haute qualité.
Refroidissement de la chambre : Les machines PBF-LB fonctionnent dans des chambres de construction étanches remplies de gaz inertes tels que l'argon ou l'azote pour éviter l'oxydation de la poudre métallique. Les échangeurs de chaleur jouent un rôle essentiel dans le refroidissement et la régulation de la température à l'intérieur de la chambre afin de garantir un environnement d'impression contrôlé et stable.
Dans les applications PBF-LB, le maintien d'un environnement contrôlé et exempt de contamination est primordial. Toute fuite de gaz ou de fluide peut introduire des impuretés, compromettre la qualité de l'impression et même présenter des risques pour la sécurité. C'est là que les échangeurs de chaleur étanches aux gaz, tels que ceux proposés par Becker (en particulier les RV 1.17-0-114-04, RV 1.17-0-114-05 et RV 1.17-0-114-06), se distinguent. Voici pourquoi ils sont indispensables :
Prévention des fuites : Les échangeurs de chaleur Becker étanches au gaz sont conçus pour présenter un taux de fuite remarquablement bas inférieur à 1x10-5 mbar l/s (<1x10-6 Pa m3/s) lorsqu'il est mesuré à l'aide d'un détecteur de fuites à l'hélium. Ce niveau d'étanchéité garantit qu'aucune trace d’oxygène de l'air ambiant, de gaz indésirable ou de contaminant ne s'infiltre dans la chambre de fabrication, préservant ainsi la pureté de l'atmosphère inerte et la qualité des pièces imprimées.
Conception intégrale : L'étanchéité au gaz fait partie intégrante de l'unité complète, ce qui signifie que chaque composant, joint et point de connexion est méticuleusement conçu pour éviter les fuites. Cette approche globale est essentielle pour maintenir l'environnement contrôlé nécessaire à la réussite du processus d'impression 3D.
Installation en ligne : Les échangeurs de chaleur Becker étanches au gaz sont conçus pour être montés en ligne dans le circuit fermé de recirculation des gaz de l'imprimante 3D, s'intégrant ainsi de manière transparente dans le flux de travail. Cela améliore non seulement la facilité d'utilisation, mais minimise également le risque de fuites de gaz aux points de connexion.
Dans le monde de la fabrication additive métallique, où la précision, la cohérence et la qualité sont primordiales, les échangeurs de chaleur étanches au gaz jouent un rôle essentiel pour assurer le succès des applications de fusion laser sur de lit de poudre PFB-LB. Les échangeurs de chaleur Becker de la série RV 1.17, avec leurs taux de fuite exceptionnellement bas et leur conception intégrale, sont bien adaptés pour répondre aux exigences rigoureuses des machines PBF-LB. En empêchant les fuites de gaz et en maintenant un environnement contrôlé, ces échangeurs de chaleur contribuent à la production de pièces métalliques de haute qualité et sans défaut, faisant progresser les capacités de la fabrication additive dans diverses industries.
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