Générateur d’azote pour impression 3D métal

L’azote sert principalement à créer et maintenir une atmosphère inerte dans la chambre de fabrication. Avant l’impression, une phase de purge permet de réduire la concentration résiduelle en oxygène. Pendant la fabrication, le gaz contribue à maintenir cette atmosphère et à évacuer les fumées et particules générées au niveau de la zone de fusion. Il est couramment utilisé avec certains aciers inoxydables, aciers à outils ou alliages compatibles avec une atmosphère azotée. Le choix du gaz doit toutefois toujours respecter les recommandations du constructeur de l’imprimante et du fournisseur de poudre. Certains matériaux réactifs, comme le titane, utilisent généralement de l’argon plutôt que de l’azote.

La puretĂ© dĂ©pend de la machine, du matĂ©riau et du niveau maximal d’oxygène acceptĂ© dans la chambre. Pour les applications exigeantes, un gĂ©nĂ©rateur d’azote de haute puretĂ© peut ĂŞtre nĂ©cessaire. Il faut nĂ©anmoins Ă©viter de choisir une puretĂ© supĂ©rieure aux besoins rĂ©els, car cela peut augmenter la consommation d’air comprimĂ© et le coĂ»t d’exploitation.

Les principaux paramètres à vérifier sont :

• le taux maximal d’oxygène rĂ©siduel admis dans la chambre ;
• la puretĂ© demandĂ©e par l’imprimante ;
• les exigences du matĂ©riau utilisĂ© ;
• le dĂ©bit pendant la purge et pendant l’impression.

Le débit varie selon les phases de fonctionnement. La purge initiale peut nécessiter un débit élevé sur une courte période afin d’abaisser rapidement le niveau d’oxygène. Une fois l’impression démarrée, le débit nécessaire au maintien de l’atmosphère est généralement plus stable. Pour plusieurs imprimantes, il faut additionner les consommations susceptibles de se produire simultanément. Un réservoir tampon peut être ajouté afin d’absorber les pics de demande, notamment lorsque plusieurs machines lancent leur cycle de purge au même moment. Un générateur sous-dimensionné risque d’entraîner une chute de pression ou un temps de purge trop long.

Le fonctionnement d’un gĂ©nĂ©rateur d’azote repose principalement sur deux technologies : le PSA et la membrane.

Le PSA utilise un tamis moléculaire carbone pour séparer l’azote de l’air comprimé. Cette technologie convient particulièrement lorsque l’impression 3D nécessite une pureté élevée et stable.

La membrane utilise des fibres creuses qui séparent les composants de l’air en fonction de leur vitesse de perméation. Cette solution peut être adaptée lorsque l’application accepte une pureté plus modérée ou recherche un débit important avec une architecture simple. Le choix entre PSA et membrane doit donc partir des spécifications de l’imprimante, et non de la seule technologie disponible.

Le dimensionnement repose principalement sur cinq critères.

Il faut distinguer le débit demandé pendant la purge et celui nécessaire en fonctionnement continu.

La pureté doit permettre de maintenir le niveau d’oxygène exigé dans la chambre de fabrication.

La pression de sortie du générateur doit être compatible avec l’entrée gaz de l’imprimante et avec les pertes de charge du réseau.

Une seule installation peut alimenter plusieurs machines si le générateur et le stockage sont dimensionnés pour les consommations simultanées.

Les systèmes PSA et membrane nécessitent généralement un air propre, sec et correctement filtré. Il faut donc vérifier que le compresseur disponible fournit le débit et la pression nécessaires.