News Jeudi 13 juin 2019 - 14:06

Étude sur la fusion sélective par laser (SLM) de titane et de zircone

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Jean-Jacques Foucher, co-fondateur de Z3DLAB, est également le co-auteur d’une étude récemment publiée présentant les résultats de la fusion sélective par laser (SLM) de Ti6Al4V renforcée avec 1. % et 2,5 % (% en poids) de zircone nano-yttria stabilisée (nYSZ)*. Il livre à A3DM Magazine un résumé de cet article (à retrouver en entier via le lien en bas de la page).

Depuis 5 ans, la société Z3DLAB se consacre à la mise au point de deux nouvelles familles d’alliage titane enrichies avec des nano particules de zircone ZTi-Powder® et ZTi-Med®. L’objectif est d’améliorer grandement ces matériaux, tant les aspects mécaniques que les aspects physiques par l’apport de zircone, tout en conservant les propriétés actuelles du titane, c’est-à-dire de la légèreté, de l’élongation, de l’élasticité ou encore de la résistant à la corrosion. Pour arriver à ces résultats, il a fallu en premier s’assurer la fusion du titane (~1650°c) et celle de la zircone (~2850°c). Ceci fut réussi grâce à une approche sur le changement d’échelle, les micro-billes de titane étant enrichies de nano zircone pour permettre la fusion. 

En 2015, Z3DLAB avait annoncé, lors des Assises Européenne du Titane, la première fusion réussie avec les procédés de fabrication additive par fusion sélective par laser (SLM). Depuis, la société s’est concentrée sur la montée en TRL de ses ZTi. Aujourd’hui, elle a mis au point une concentration à 1 % compatible avec les paramètres standard de fusion constructeur et sans redesign des pièces rendant ainsi l’utilisation immédiate des ZTi avec les avantages d’un titane ++ conçu pour la fabrication additive. Une grande partie des travaux réalisés sur les ZTi se trouvent résumée dans une première publication scientifique dans le journal Materials & Design, qui vient confirmer les propriétés obtenues par Z3DLAB (Microhardness increased from 340 to 511 HV with nYSZ addition to Ti6Al4V matrix. Addition of 1% of nYSZ to Ti6Al4V increased the compression strength without ductility loss…). Il est important de noter que les imprimantes 3D métal sont les fonderies du XXI siècle et à ce titre, la technologie mérite de nouveaux matériaux titane tels que ZTi-Powder® & ZTi-Med®, le Ti6Al4V datant de 1948.

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Effect of nano-yttria stabilized zirconia addition on the microstructure and mechanical properties of Ti6Al4V parts manufactured by selective laser melting (Effet du zircone stabilisée par nano-yttria sur la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces en Ti6Al4V obtenues par fusion sélective au laser) 

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