Paramètres liés à la machine

Enceinte de fabrication

Les fabrications sont effectuées sous atmosphère contrôlée (Ar ou N2). Le choix du gaz protecteur est défini par le type de matériau utilisé. Cette opération s'appelle l'inertage. La pureté du gaz, ainsi que l'étanchéité de l'enceinte de fabrication jouent un rôle important sur le procédé de fusion. Souvent la température de l'enceinte peut être un élément majeur de la fabrication, car elle peut conduire à étuver la poudre ou à relaxer des contraintes.

Mise en couche

L'étape de la mise en couche est l'une des étapes les plus importantes du procédé. Parmi les systèmes principaux de mise en couche de la poudre, nous distinguons la déposition par racleur dur ou souple (par exemple chez EOS ou SLM Solutions), la déposition par rouleau (par exemple chez AddUp et 3D Systems) et la déposition à trémie (le piston de fabrication est descendu d'une certaine distance, puis la trémie, remplie de poudre, est déplacée horizontalement).

Dans le but de garantir des mises en couche avec le moins de défauts possible, des logiciels de contrôle de la qualité du lit de poudre par analyse d'images ont été développés par les constructeurs.

Épaisseur de couche

L'épaisseur de couche Ec définie lors du tranchage du fichier STL est un paramètre qui influence directement la résolution en z de la pièce finale, le phénomène d'escalier et la durée de la fabrication.

Des couches fines améliorent la résolution, mais augmentent le temps de construction. Actuellement, les fabrications se font avec des couches de 20 à 100 μm. L'effet escalier est d'autant plus visible sur les surfaces qui présentent un angle d'inclinaison faible par rapport au plan XY et est bien sûr accentué avec des épaisseurs de couches importantes.

Stratégie d'irradiation (ou de lasage)

La stratégie de construction correspond, pour le cœur d'une pièce, à la manière d'agencer les traits laser entre les différentes couches. Beaucoup de stratégies de construction ont été étudiées ces dix dernières années. Toutefois, les plus utilisées sont la stratégie dite croisée à 90° et la stratégie en damier comme illustrées sur la figure suivante.

La stratégie croisée à 90° signifie que l'angle entre les traits laser de deux couches successives est de 90°. Toutefois, au sein d'une couche, les traits laser sont parallèles les uns aux autres. Il est également fréquent de rencontrer une stratégie croisée à 67°.

La stratégie en damier est, quant à elle, une stratégie croisée particulière. L'alternance d'orientation des traits laser se faisant entre « les cases noires et les cases blanches » et non d'une couche à l'autre. La dimension des cases du damier est de l'ordre de quelques millimètres de côté, généralement 5 mm. La stratégie croisée permet de limiter l'anisotropie des propriétés mécaniques entre les directions X et Y. Quant à la stratégie en damier, elle permet, en plus, de limiter les contraintes résiduelles dans le cas de pièces massives comme des empreintes de moules d'injection plastique par exemple.

Écart vecteur

L'écart vecteur Ev correspond pour la stratégie de remplissage à la distance entre deux traits laser successifs. Cet écart vecteur peut être relié à la largeur des traits laser Lc et au taux de recouvrement Tr de ceux-ci par la formule suivante :

À l'opposé de l'écart vecteur, l'intérêt du taux de recouvrement est d'être indépendant des autres paramètres du procédé.