Combler le fossé entre l'impression 3D plastique et métal

Enjoliveurs en plastique imprimés en 3D Formlabs pour un microbus VW en édition spéciale. RePliForm a galvanisé les enjoliveurs. Formlabs

La galvanoplastie peut transformer une pièce en plastique imprimée en 3D en une pièce d'utilisation finale hautement fonctionnelle, selon Analisa Russo de Formlabs.

Le responsable de la communauté technique de l'entreprise s'est d'abord impliqué dans la galvanoplastie de pièces fabriquées de manière additive alors qu'il travaillait sur un projet visant à recréer une version du microbus de Volkswagen de 1962.

VW et Autodesk ont ​​conçu des enjoliveurs qui seront imprimés en 3D pour le véhicule. Ensuite, l'équipe de Russo chez Formlabs, Somerville, Massachusetts, a imprimé les enjoliveurs sur des imprimantes 3D de type stéréolithographie (SLA). Ensuite, RePliForm, un atelier de galvanoplastie personnalisé situé à Halethorpe, dans le Maryland, a appliqué une couche de cuivre et de nickel de 0,004 po d'épaisseur sur la surface.

Les pièces résultantes ressemblent à du métal. Mais par rapport aux enjoliveurs métalliques imprimés en 3D, les versions en résine plastique/plaqué pourraient être produites aussi rapidement que la conception évoluait et avec des contraintes géométriques minimales.

La galvanoplastie des résines imprimées en 3D est une bonne option pour de nombreuses applications. "Les données de résistance et de rigidité d'une résine galvanisée comblent bien ce grand écart entre les plastiques et les métaux", a déclaré Russo.

Outre les appareils automobiles, la technique hybride peut être utilisée pour fabriquer des accessoires de fabrication, qui doivent maintenir une stabilité dimensionnelle dans le temps, et pour des pièces électriques légères telles que des antennes.

"Les antennes sont un bel exemple de combinaison de la complexité géométrique de l'impression 3D avec la fonctionnalité du revêtement métallique", a déclaré Russo. "Nous avons déjà vu des conceptions d'antennes avec des canaux internes très complexes qui ne peuvent être réalisés que par impression 3D, suivis de revêtements de cuivre de haute pureté et hautement conducteurs", a-t-elle déclaré.

Le fondateur et PDG de RePliForm, Sean Wise, galvanoplastie des pièces SLA depuis 2002. Les tests effectués par son entreprise montrent que la galvanoplastie augmente la résistance à la traction des impressions SLA par trois, la résistance à la flexion près de dix fois et la rigidité par quatre.

"Les gens ne réalisent pas à quel point les revêtements électrolytiques peuvent être résistants", a déclaré Wise. "Nous pouvons obtenir une pièce très robuste car nous fabriquons un composite avec une peau extérieure en métal qui est 10 à 15 fois plus résistante que le substrat en plastique."

En ce qui concerne les coûts, la galvanoplastie d'une pièce en plastique avec 50 à 75 microns d'un revêtement non cosmétique de cuivre et de nickel reviendrait à peu près au même prix que le prix de détail d'une pièce en plastique imprimée auprès d'un bureau de service, a déclaré Wise. Il a ajouté que d'autres facteurs augmenteraient ou diminueraient les coûts et que les dépenses en matière de placage diminueraient à mesure que les volumes de pièces augmenteraient.

Les enjoliveurs VW tels qu'imprimés, avant galvanoplastie. Formlabs

Wise a estimé que la commande de quatre pièces SLA plaquées de 50 microns de cuivre et de nickel coûterait au total 456 dollars, contre 1 600 dollars pour quatre pièces en acier inoxydable imprimées en 3D.

Wise a déclaré que lorsque l'apparence est critique, les pièces imprimées par la technologie SLA sont mieux adaptées à la galvanoplastie que celles imprimées par frittage sélectif au laser ou par des méthodes de type filament. Il a ajouté que ses pièces de plaques d'atelier étaient imprimées par les trois technologies.

"Un véritable avantage de la stéréolithographie est que vous obtenez une résolution extraordinaire grâce au laser UV durcissant une résine photopolymère", a déclaré Wise. "C'est un bon point de départ si vous recherchez quelque chose avec une belle finition contrôlée, qu'il s'agisse d'une texture fine ou d'une surface très lisse."

Cependant, des problèmes peuvent survenir lors de l’application d’une fine couche de métal sur la pièce imprimée. La première est que la surface métallique brillante met en évidence même les plus petites imperfections, y compris les lignes de couche et autres artefacts laissés par le processus d'impression.

"Avec l'impression SLA, vous disposez toujours d'un échafaudage de support fixant la pièce à la plate-forme de fabrication", a expliqué Russo. « Normalement, ceux-ci sont enlevés en coupant et en ponçant les points de support, et ces artefacts restent même après le retrait de la structure. « J'ai appris à mes dépens que la galvanoplastie allait mettre en évidence même les défauts de surface les plus subtils et les rendre très contrastés », a-t-elle poursuivi. "Pour éviter que ces marques n'apparaissent sur les surfaces cosmétiques, il est important d'orienter la pièce dans l'imprimante pour les masquer dans une zone où elles ne seront pas visibles lors de l'utilisation finale."