FR2950826A1 - PROCESS FOR PRODUCING A WORKPIECE COMPRISING ALUMINUM - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé d'élaboration d'une pièce comprenant de l'aluminium, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de frittage sélectif par laser d'un mélange comprenant une poudre de polymère et une poudre d'un alliage d'aluminium quasi-cristallin, le poids de l'alliage n'excédant pas 80 % du poids total du mélange.The subject of the invention is a process for producing a part comprising aluminum, characterized in that it comprises a step of selective laser sintering of a mixture comprising a polymer powder and a powder of a quasi-crystalline aluminum alloy, the weight of the alloy not exceeding 80% of the total weight of the mixture.
Description
La présente invention concerne un procédé d'élaboration de pièces fonctionnelles comprenant de l'aluminium. Elle a également pour objet les pièces obtenues à l'aide du procédé. Il est connu, pour obtenir des pièces fonctionnelles rigides présentant un aspect métallique d'aluminium moulé, de soumettre un mélange de poudres d'aluminium cristallin et d'une matrice de polyamide à un procédé de frittage sélectif par laser. De telles pièces sont par exemples commercialisées sous la dénomination DuraForm® AF par la société 3D SYSTEMS ou encore sous la dénomination ALUMIDE® par la société EOS. The present invention relates to a process for producing functional parts comprising aluminum. It also relates to the parts obtained using the method. It is known to obtain rigid functional parts having a cast aluminum metallic appearance, to subject a mixture of crystalline aluminum powders and a polyamide matrix to a selective laser sintering process. Such parts are, for example, sold under the name DuraForm® AF by the company 3D SYSTEMS or under the name ALUMIDE® by the company EOS.
Lorsque le mélange est fritté sous l'action du laser, les pièces ont l'inconvénient de présenter un taux de porosité élevé, et donc de ne pas être étanches sous pression. Il est ainsi nécessaire, si l'on veut obtenir une étanchéité satisfaisante, de recouvrir le matériau d'une couche de revêtement étanche, typiquement d'une couche de résine, ce qui rend le procédé de fabrication des pièces plus long et plus complexe. La présente invention a pour objectif de remédier à ces inconvénients. L'invention propose un procédé simplifié, permettant d'obtenir rapidement des pièces fonctionnelles de forme complexe présentant un aspect métallique et qui possèdent une très bonne étanchéité. When the mixture is sintered under the action of the laser, the parts have the disadvantage of having a high degree of porosity, and therefore not being sealed under pressure. It is thus necessary, in order to obtain a satisfactory seal, to cover the material with a layer of waterproof coating, typically with a layer of resin, which makes the process of making the pieces longer and more complex. The present invention aims to overcome these disadvantages. The invention proposes a simplified method, making it possible to quickly obtain functional parts of complex shape having a metallic appearance and which have a very good seal.
La présente invention a ainsi pour objet un procédé d'élaboration d'une pièce comprenant de l'aluminium. Le procédé selon l'invention comprend une étape de frittage sélectif par laser d'un mélange comprenant une poudre de polymère et une poudre d'un alliage d'aluminium quasi-cristallin, le poids de l'alliage n'excédant pas 80% du poids total du mélange. Le poids de l'alliage est inférieur ou égal à 80 % du poids total du mélange. La quantité de poudre d'alliage est ainsi choisie de manière à ce que la fraction volumique de l'alliage, après l'étape de frittage, n'excède pas 50 % du volume total de la pièce. The present invention thus relates to a process for producing a part comprising aluminum. The method according to the invention comprises a step of selective laser sintering of a mixture comprising a polymer powder and a powder of a quasi-crystalline aluminum alloy, the weight of the alloy not exceeding 80% of the total weight of the mixture. The weight of the alloy is less than or equal to 80% of the total weight of the mixture. The quantity of alloy powder is thus chosen so that the volume fraction of the alloy, after the sintering step, does not exceed 50% of the total volume of the workpiece.
Le frittage sélectif par laser, également appelé Selective Laser Sintering (SLS) en langue anglaise, est un procédé permettant la mise en forme d'une pièce par apports successifs de matière sous forme de poudres. B5040FR Ce procédé utilise un laser pour transformer un matériau sous forme de poudres, comprenant un mélange de poudres métalliques et de polymère, en un objet solide par frittage sélectif sans pression extérieure. Il est connu que le frittage sélectif par laser permet de réaliser des pièces sans 5 contrainte de forme, avec une grande précision (±0.2 mm), mais avec un taux de porosité important. La demanderesse a découvert que, de manière surprenante, lorsque le procédé est mis en oeuvre à partir d'un mélange de poudres comprenant une teneur limitée en alliage d'aluminium quasi-cristallin, la pièce obtenue présentait un très faible taux de 10 porosité, et donc une étanchéité plus élevée que lorsque le procédé est mis en oeuvre à partir de poudre d'aluminium cristallin. Elle a également constaté qu'en utilisant un alliage d'aluminium quasi-cristallin la pièce obtenue présentait des propriétés mécaniques, notamment d'usure, de frottement et de dureté, améliorées. Le mélange de poudres peut être constitué de poudre de polymère et de poudre 15 d'alliage d'aluminium quasi-cristallin. La pièce obtenue par le procédé de l'invention est un matériau composite comprenant une matrice de polymère et un alliage mécanique complexe éventuellement multi-phasé. L'alliage d'aluminium quasi-cristallin peut être un alliage métallique complexe 20 comprenant un pourcentage atomique d'aluminium supérieur à 50%. Le procédé de l'invention est mis en oeuvre à partir d'une poudre d'un alliage d'aluminium quasi-cristallin. Dans le présent texte, "alliage quasi-cristallin" désigne un alliage qui comprend une ou plusieurs phases quasi-cristallines qui sont soit des phases quasi-cristallines au sens strict, soit des phases approximantes. Les phases 25 quasi-cristallines au sens strict sont des phases présentant des symétries de rotation normalement incompatibles avec la symétrie de translation, c'est-à-dire des symétries d'axe de rotation d'ordre 5, 8, 10 ou 12, ces symétries étant révélées par les techniques de diffraction. A titre d'exemple, on peut citer la phase icosaédrique de groupe ponctuel m 5 et la phase décagonale de groupe ponctuel 10/mmm. 30 Les phases approximantes ou composés approximants sont des cristaux vrais dans la mesure où leur structure cristallographique reste compatible avec la symétrie de translation, mais qui présentent, dans le cliché de diffraction d'électrons, des figures de diffraction dont la symétrie est proche d'une symétrie d'ordre 5, 8, 10 ou 12. Ce sont des phases caractérisées par une maille élémentaire contenant plusieurs B5040FR dizaines, voir plusieurs centaines d'atomes, et dont l'ordre local présente des arrangements de symétrie presque icosaédrique ou décagonale similaire aux phases quasi-cristallines parentes. Parmi ces phases, on peut citer à titre d'exemple la phase orthorhombique 01, caractéristique d'un alliage ayant la composition atomique A165Cu20Fe10Cr5, dont les paramètres de maille en nm sont : a0(1) = 2,366, b0(1) = 1,267, c0(1) = 3,252. Cette phase orthorhombique 01 est dite approximante de la phase décagonale. La nature des deux phases peut être identifiée par microscopie électronique en transmission. On peut également citer la phase rhomboédrique de paramètres aR = 3,208 nm, 10 a = 36°, présente dans les alliages de composition atomique voisine de A164Cu24Fe12. Cette phase est une phase approximante de la phase icosaédrique. On peut aussi citer des phases 02 et 03 orthorhombiques de paramètres respectifs en nm a0(2) = 3,83 ; b0(2) = 0,41 ; c0(2) = 5,26 ainsi que a0(3) = 3,25 ; b0(3) = 0,41 ; c0(3) = 9,8, présentes dans un alliage de composition atomique 15 A163Cu17,5Co17,5Si2 ou encore la phase orthorhombique 04 de paramètres en nm a0(4) = 1,46 ; b0(4) = 1,23 ; c0(4) = 1,24, qui se forme dans l'alliage dont la composition atomique est A163Cu8Fe12Cr17• On peut encore citer une phase C, de structure cubique, très souvent observée en coexistence avec les phases approximantes ou quasi-cristallines vraies. Cette phase, 20 qui se forme dans certains alliages Al-Cu-Fe et Al-Cu-Fe-Cr, consiste en une surstructure, par effet d'ordre chimique des éléments d'alliage par rapport aux sites d'aluminium, d'une phase de structure type Cs-Cl et de paramètre de réseau al = 0,297 nm. Un diagramme de diffraction de cette phase cubique a été publié pour un échantillon de phase cubique pure et de composition atomique A165Cu20Fe15 en 25 nombre d'atomes. On peut aussi citer une phase H de structure hexagonale qui dérive directement de la phase C comme le démontrent les relations d'épitaxie observées par microscopie électronique entre cristaux des phases C et H et les relations simples qui relient les paramètres des réseaux cristallins, à savoir aH = 3Jai/,/j (à 4,5 % près) et cH = 30 3-N/jai/2 (à 2,5 % près). Cette phase est isotype d'une phase hexagonale, notée (DAlMn, découverte dans des alliages Al-Mn contenant 40% en poids de Mn. La phase cubique, ses surstructures et les phases qui en dérivent, constituent une classe de phases approximantes des phases quasi-cristallines de compositions voisines. B5040FR Les alliages quasi-cristallins du système Al-Cu-Fe et du système Al-Fe-Co-Cr sont particulièrement appropriés pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention. On peut citer en particulier les alliages qui ont l'une des compositions atomiques suivantes : A162Cu25,5Fe12,5, A159Cu25,5Fe12,5B3, A171Cu9,7Fe8,7Cr10,6, et A171,3Fe8,1Co12,8Cr7,8. Ces alliages sont commercialisés par la société Saint-Gobain. En particulier, l'alliage A159Cu25,5Fe12,4B3 est commercialisé sous la dénomination Cristome F1, l'alliage A171Cu9,7Fe8,7Cr10,6 est commercialisé sous la dénomination Cristome Al, et l'alliage A171,3Fe8,1Co12,8Cr7,8 est commercialisé sous la dénomination Cristome BT 1. Ces alliages complexes ont pour avantage de posséder des propriétés tribologiques (frottement et usure), de surface (faible énergie de surface), mécaniques (dureté, limite d'élasticité et module d'Young), de conductivité thermique et électriques (résistivité élevée), différentes de celles des alliages d'aluminium cristallins. Le polymère peut être par exemple choisi parmi les polymères organiques thermoplastiques tels que les polyamides (par exemple de type Nylon 6, Nylon 11, Nylon 12), les copolymères d'amide (par exemple le nylon 6-12), les polyacétates, les polyéthylènes, ainsi que le polyétheréthercétone, désigné par le sigle PEEK (PolyEtherEtherKetone en langue anglaise). Les polymères préférés sont les polyamides et le polyétheréthercétone. Selective Laser Sintering (SLS), a selective laser sintering process, is a process that enables a part to be shaped by successive additions of material in the form of powders. B5040EN This process uses a laser to transform a material in the form of powders, comprising a mixture of metal powders and polymer, into a solid object by selective sintering without external pressure. It is known that selective sintering by laser makes it possible to produce parts without form stress, with high accuracy (± 0.2 mm), but with a high degree of porosity. The applicant has discovered that, surprisingly, when the process is carried out using a mixture of powders comprising a limited content of quasi-crystalline aluminum alloy, the part obtained had a very low porosity rate, and therefore a higher seal than when the process is carried out from crystalline aluminum powder. It has also found that by using a quasi-crystalline aluminum alloy the part obtained had improved mechanical properties, in particular of wear, friction and hardness. The powder mixture can be composed of polymer powder and quasi-crystalline aluminum alloy powder. The part obtained by the process of the invention is a composite material comprising a polymer matrix and an optionally multiphase complex mechanical alloy. The quasi-crystalline aluminum alloy may be a complex metal alloy comprising an atomic percentage of aluminum greater than 50%. The process of the invention is carried out from a powder of a quasi-crystalline aluminum alloy. In the present text, "quasicrystalline alloy" refers to an alloy that includes one or more quasicrystalline phases that are either quasicrystalline phases in the strict sense or approximate phases. The quasicrystalline phases in the strict sense are phases having symmetries of rotation normally incompatible with the translational symmetry, that is to say, axis of rotation symmetries of order 5, 8, 10 or 12, these symmetries being revealed by diffraction techniques. By way of example, mention may be made of the icosahedral phase of point group m 5 and the decagonal phase of point group 10 / mmm. The approximate phases or approximative compounds are true crystals insofar as their crystallographic structure remains compatible with translational symmetry, but which exhibit, in the electron diffraction pattern, diffraction patterns whose symmetry is close to a symmetry of order 5, 8, 10 or 12. These are phases characterized by an elementary cell containing several tens B5040FR, see several hundreds of atoms, and whose local order presents arrangements of symmetry almost icosahedral or decagonal similar with quasi-crystalline parent phases. Among these phases, the orthorhombic phase O 1, characteristic of an alloy having the atomic composition A165Cu20Fe10Cr5, whose mesh parameters in nm are: , c0 (1) = 3,252. This orthorhombic phase 01 is said to approximate the decagonal phase. The nature of the two phases can be identified by transmission electron microscopy. We can also mention the rhombohedral phase of parameters aR = 3.208 nm, a = 36 °, present in alloys of atomic composition close to A164Cu24Fe12. This phase is an approximate phase of the icosahedral phase. There may also be mentioned orthorhombic phases 02 and 03 of respective parameters in nm a0 (2) = 3.83; b0 (2) = 0.41; c0 (2) = 5.26 as well as a0 (3) = 3.25; b0 (3) = 0.41; c0 (3) = 9.8, present in an alloy of atomic composition A163Cu17.5Co17.5Si2 or alternatively the orthorhombic phase 04 of parameters in nm a0 (4) = 1.46; b0 (4) = 1.23; c0 (4) = 1.24, which is formed in the alloy whose atomic composition is A163Cu8Fe12Cr17 • We can also mention a phase C, of cubic structure, very often observed in coexistence with the approximate or quasi-crystalline phases true. This phase, which is formed in certain Al-Cu-Fe and Al-Cu-Fe-Cr alloys, consists of a super-structure, by chemical effect of the alloying elements with respect to the aluminum sites, a Cs-Cl type structure phase and lattice parameter al = 0.297 nm. A diffraction pattern of this cubic phase was published for a pure cubic phase sample and atomic composition A165Cu20Fe15 in number of atoms. We can also mention a phase H of hexagonal structure which derives directly from the phase C as demonstrated by the epitaxial relationships observed by electron microscopy between crystals of the C and H phases and the simple relations that link the parameters of the crystal lattices, namely aH = 3Ja /, / j (to within 4.5%) and cH = 30 3-N / jai / 2 (to within 2.5%). This phase is isotype of a hexagonal phase, noted (DAlMn, discovered in Al-Mn alloys containing 40% by weight of Mn.) The cubic phase, its superstructures and the phases which derive therefrom constitute a class of approximate phase phases. The quasi-crystalline alloys of the Al-Cu-Fe system and of the Al-Fe-Co-Cr system are particularly suitable for carrying out the process of the present invention. alloys which have one of the following atomic compositions: A162Cu25.5Fe12.5, A159Cu25.5Fe12.5B3, A171Cu9.7Fe8.7Cr10.6, and A171.3Fe8.1Co12.8Cr7.8.These alloys are marketed by the company Saint-Gobain In particular, the alloy A159Cu25.5Fe12.4B3 is sold under the name Cristome F1, the alloy A171Cu9.7Fe8.7Cr10.6 is marketed under the name Cristome Al, and the alloy A171.3Fe8.1Co12 , 8Cr7,8 is marketed under the name Cristom e BT 1. These complex alloys have the advantage of having tribological properties (friction and wear), surface (low surface energy), mechanical (hardness, yield strength and Young's modulus), thermal conductivity and electrical properties. (high resistivity), different from those of crystalline aluminum alloys. The polymer may for example be chosen from thermoplastic organic polymers such as polyamides (for example nylon 6, nylon 11, nylon 12), amide copolymers (for example nylon 6-12), polyacetates, polyesters and the like. polyethylenes, as well as polyetheretherketone, designated by the acronym PEEK (PolyEtherEtherKetone in English). Preferred polymers are polyamides and polyetheretherketone.
Le mélange de poudre d'alliage d'aluminium quasi-cristallin et de poudre de polymère peut contenir de 4 à 80 % en poids d'alliage, plus particulièrement de 30 à 65 %. La fraction volumique de l'alliage pourra facilement être calculée par l'homme du métier à partir de la masse et de la masse volumique des différents constituants du 25 mélange. Dans le mélange de poudres utilisé pour la mise en oeuvre du procédé, les particules d'alliages ont de préférence une granulométrie moyenne comprise entre 1 et 90 µm, plus particulièrement entre 10 et 75 µm, et les particules de polymère ont de préférence une granulométrie moyenne comprise entre 1 et 90 µm, plus 30 particulièrement entre 40 et 70 µm. Le frittage sélectif par laser est de préférence assisté par ordinateur. Dans un mode de réalisation particulier, le mélange de poudres est chauffé jusqu'à une température inférieure de quelques degrés Celsius à la température de fusion du polymère, par exemple jusqu'à une température inférieure de 1 à 10 °C à la B5040FR température de fusion du polymère. L'énergie nécessaire à la fusion est ensuite apportée par le laser. L'invention a également pour objet une pièce comprenant de l'aluminium obtenue par un procédé décrit ci-dessus. Les pièces obtenues peuvent présenter un taux de porosité volumique inférieur à 5 %, et notamment inférieur à 3 %, et plus particulièrement inférieur à 1 %. De manière équivalente, la densité apparente égale au rapport masse/volume de la pièce peut être supérieure ou égale à 95 % de la densité théorique de la pièce, et notamment supérieure ou égale à 97 % de la densité théorique de la pièce, et plus particulièrement supérieure ou égale à 99 % de la densité théorique de la pièce. Le procédé de l'invention est particulièrement utile pour l'élaboration par prototypage rapide de pièces légères de densité apparente comprise entre 1 et 3 g/cm3 et sans contrainte de forme. Le frittage sélectif par laser permet une élaboration aisée et non toxique de pièces qui ont la forme complexe souhaitée. L'utilisation d'un alliage d'aluminium quasi-cristallin permet l'élaboration de pièces présentant une étanchéité supérieure à celle des pièces obtenues avec de l'aluminium cristallin. Les pièces obtenues présentent en outre des propriétés mécaniques remarquables, et notamment des propriétés d'usure, de frottement et de dureté qui sont meilleures que celles des pièces obtenues avec de l'aluminium cristallin. Elles sont en outre facilement recyclables. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des exemples suivants, auxquels elle n'est cependant pas limitée, la description étant faite en référence à la figure 1, qui illustre schématiquement un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. The mixture of quasi-crystalline aluminum alloy powder and polymer powder may contain from 4 to 80% by weight of alloy, more preferably from 30 to 65%. The volume fraction of the alloy can easily be calculated by those skilled in the art from the mass and density of the various constituents of the mixture. In the mixture of powders used for carrying out the process, the alloy particles preferably have an average particle size of between 1 and 90 μm, more particularly between 10 and 75 μm, and the polymer particles preferably have a grain size distribution. average between 1 and 90 microns, more particularly between 40 and 70 microns. Selective laser sintering is preferably computer assisted. In a particular embodiment, the mixture of powders is heated to a temperature of a few degrees Celsius lower than the melting point of the polymer, for example to a temperature of 1 to 10 ° C lower than the temperature of B5040. melting of the polymer. The energy required for fusion is then provided by the laser. The invention also relates to a part comprising aluminum obtained by a method described above. The parts obtained may have a volume porosity of less than 5%, and especially less than 3%, and more particularly less than 1%. Equivalently, the apparent density equal to the mass / volume ratio of the part may be greater than or equal to 95% of the theoretical density of the part, and in particular greater than or equal to 97% of the theoretical density of the part, and more particularly greater than or equal to 99% of the theoretical density of the part. The method of the invention is particularly useful for the rapid prototyping of lightweight pieces with an apparent density of between 1 and 3 g / cm 3 and without any form stress. Selective laser sintering allows easy and nontoxic elaboration of parts that have the desired complex shape. The use of a quasi-crystalline aluminum alloy allows the development of parts having a greater seal than those obtained with crystalline aluminum. The parts obtained also have remarkable mechanical properties, and in particular the properties of wear, friction and hardness which are better than those of the parts obtained with crystalline aluminum. They are also easily recyclable. The present invention will be described in more detail with the aid of the following examples, to which it is however not limited, the description being made with reference to FIG. 1, which schematically illustrates a device making it possible to implement the method according to FIG. 'invention.
Exemple 1 Préparation de la poudre On a préparé une poudre composite comprenant au moins deux natures de poudre différentes (polymère et alliage métallique complexe). Chaque nuance de poudre est pesée avec précision de sorte à obtenir une fraction volumique d'alliage métallique complexe dans la pièce composite finale de 30 %. Les poudres sont de préférence mélangées de façon homogène à l'aide d'un turbulat, ce qui permettra d'obtenir des pièces présentant des propriétés mécaniques et d'étanchéité homogènes. Environ dix à quinze minutes sont nécessaires pour mélanger 20 kg de poudres. B5040FR Fabrication des pièces en matériau composite On a préparé plusieurs pièces composites en soumettant à un frittage sélectif par laser le mélange de poudres constitué par 65 % en poids d'une poudre d'un alliage AlCuFeB ayant une granulométrie comprise entre 10 et 75 µm et 35 % en poids d'une poudre de polyamide qui est une poudre de Nylon 12 ayant une granulométrie moyenne de 60 µm. L'alliage AlCuFeB est un alliage quasi-cristallin de composition atomique nominale A159Cu25,5Fe12,5B3, commercialisé sous la dénomination Cristome F 1 par la société Saint-Gobain. Cet alliage est constitué de la phase de structure complexe (icosaédrique i) isostructurale à la phase i-A162Cu25,5Fe12,5 et d'une phase cubique isostructurale à la phase 13-A150(CuFe)50. Le frittage sélectif par laser peut être mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif 1 tel qu'illustré à la figure 1. Le dispositif 1 de frittage sélectif par laser comprend un réservoir 2 d'alimentation de poudre dans lequel est placé le mélange, un rouleau 3 d'apport et de 15 répartition de poudre, ainsi qu'un laser 4. Le laser 4 est par exemple un laser CO2 de puissance 35 W. Le faisceau laser est dirigé via un miroir 5 vers la zone de poudre que l'on souhaite fritter, sous une atmosphère de préférence neutre, par exemple sous atmosphère d'azote. Le procédé utilise une plate-forme de fabrication chauffée à une température 20 proche de la température de fusion du polymère. Le laser trace la forme couche par couche et fournit localement, à chaque strate successive du mélange initial de poudres, l'énergie thermique suffisante pour amener le polymère à une température entraînant sa fusion. Les poudres non frittées assurent naturellement le support des couches suivantes. La plate-forme de travail mobile descend de l'épaisseur d'une couche, le 25 déplacement de la pièce verticale étant assuré par un piston 6. Une nouvelle couche de poudre est ensuite étalée par le rouleau 3 et le cycle recommence pour construire la pièce couche par couche de bas en haut. A la place du rouleau 3, on pourrait également utiliser un autre système mécanique comme par exemple un racleur. Propriétés des pièces obtenues 30 Les pièces obtenues après frittage présentent un retrait homogène de 2 ± 0,2 % selon les axes horizontaux x et y, et de 1,3 ± 0,2 % selon l'axe vertical z. La densité apparente mesurée par le rapport masse/volume de la pièce est toujours supérieure ou égale à 99 % de la densité théorique, ce qui implique un taux de porosité volumique inférieur à 1 %. Les pièces obtenues sont étanches sous une pression minimale de 8 B5040FR bars, de la température ambiante jusqu'à 100 °C. Le gain en volume d'usure apporté par rapport à la matrice de polyamide renforcée par de l'aluminium cristallin est d'environ 70%. Le coefficient de frottement mesuré à l'aide d'un tribomètre de type pion sur disque (charge 10N, vitesse de glissement 16cm1s, diamètre de l'empreinte lcm) montre un gain de l'ordre de 30 %. La dureté Shore D moyenne est de 79±1. Exemple 2 On a reproduit le mode opératoire de l'exemple 1, mais en utilisant un mélange de poudres constitué par 52 % en poids d'une poudre d'alliage d'aluminium cristallin (aluminium de série 1000) et 48 % en poids d'une poudre de polyamide qui est une poudre de Nylon 12. Les pièces obtenues après frittage présentent un retrait homogène de 2 ± 0,2% selon les axes x et y et de 1,3 ± 0,2 % selon l'axe z. La densité mesurée est toujours inférieure ou égale à 80 % de la densité théorique, ce qui implique un taux de porosité volumique supérieur à 20 %. Les pièces ne sont pas étanches sans imprégnation de résine en surface. Les propriétés tribologiques d'abrasion-usure et de frottement sont médiocres. La dureté Shore D moyenne est de 72±2. Exemple 3 On a reproduit le mode opératoire de l'exemple 1, mais chaque nuance de poudre est pesée avec précision de sorte à obtenir une fraction volumique d'alliage métallique complexe dans la pièce composite finale de 15 %. Le mélange de poudres est constitué par 44 % en poids d'une poudre de l'alliage AlCuFeB de l'exemple 1 et 56 % en poids d'une poudre de polyamide qui est une poudre de Nylon 12. Les pièces obtenues après frittage présentent un retrait homogène de 2 ± 0,2 % selon les axes x et y et de 1,3 ± 0,2 % selon les axes z. La densité mesurée est toujours supérieure ou égale à 98 % de la densité théorique, ce qui implique un taux de porosité volumique inférieur à 2 %. Les pièces obtenues sont étanches. Les propriétés tribologiques et de dureté sont améliorées par rapport à celles des pièces de l'exemple 2. Exemple 4 On a reproduit le mode opératoire de l'exemple 1, mais en utilisant un mélange de poudres constitué par 61,5 % en poids d'une poudre d'un alliage AlCuFeCr et 38,5 en poids d'une poudre de polyamide qui est une poudre de Nylon 12. L'alliage B5040FR AlCuFeCr est un alliage métallique complexe de composition atomique nominale A171Cu9Fe10Cr10. Cet alliage est constitué de la phase approximante orthorhombique O1-A165Cu20Fe10Cr5 et d'une phase quadratique isostructurale à la phase w-A170Cu20Fe1o. EXAMPLE 1 Preparation of the powder A composite powder comprising at least two different types of powder (polymer and complex metal alloy) was prepared. Each grade of powder is accurately weighed so as to obtain a volume fraction of complex metal alloy in the final composite part of 30%. The powders are preferably mixed homogeneously using a turbulat, which will make it possible to obtain parts having homogeneous mechanical and sealing properties. About ten to fifteen minutes are needed to mix 20 kg of powders. B5040FR Production of Composite Parts Several composite parts were prepared by selectively laser sintering the powder mixture consisting of 65% by weight of an AlCuFeB alloy powder having a particle size of between 10 and 75 μm. 35% by weight of a polyamide powder which is a nylon 12 powder having a mean particle size of 60 μm. The AlCuFeB alloy is a quasi-crystalline alloy of nominal atomic composition A159Cu25.5Fe12.5B3, sold under the name Cristome F 1 by Saint-Gobain. This alloy consists of the complex phase structure (icosahedral i) isostructural phase i-A162Cu25.5Fe12.5 and a cubic phase isostructural phase 13-A150 (CuFe) 50. The selective laser sintering can be implemented using a device 1 as illustrated in FIG. 1. The selective laser sintering device 1 comprises a powder supply tank 2 in which the The laser 4 is, for example, a CO2 laser with a power of 35 W. The laser beam is directed via a mirror 5 towards the powder zone. it is desired to sinter, under a preferably neutral atmosphere, for example under a nitrogen atmosphere. The process utilizes a manufacturing platform heated to a temperature near the melting point of the polymer. The laser traces the layer-by-layer form and locally supplies, to each successive layer of the initial powder mixture, sufficient thermal energy to bring the polymer to a temperature causing it to melt. Unsintered powders naturally provide support for the following layers. The mobile work platform descends from the thickness of a layer, the displacement of the vertical part being ensured by a piston 6. A new layer of powder is then spread by the roller 3 and the cycle starts again to build the piece layer by layer from bottom to top. Instead of the roller 3, another mechanical system could be used, such as a scraper. Properties of the obtained parts The parts obtained after sintering have a homogeneous shrinkage of 2 ± 0.2% along the horizontal axes x and y, and 1.3 ± 0.2% along the vertical axis z. The bulk density measured by the mass / volume ratio of the part is always greater than or equal to 99% of the theoretical density, which implies a volume porosity rate of less than 1%. The parts obtained are sealed under a minimum pressure of 8 bar B5040 bars, from room temperature up to 100 ° C. The gain in wear volume compared to the crystalline aluminum reinforced polyamide matrix is about 70%. The coefficient of friction measured using a pin-type tribometer on the disk (load 10N, sliding speed 16cm1s, imprint diameter lcm) shows a gain of the order of 30%. The average Shore D hardness is 79 ± 1. EXAMPLE 2 The procedure of Example 1 was repeated, but using a mixture of powders consisting of 52% by weight of a powder of crystalline aluminum alloy (1000 series aluminum) and 48% by weight of a polyamide powder which is a powder of nylon 12. The parts obtained after sintering have a homogeneous shrinkage of 2 ± 0.2% along the x and y axes and 1.3 ± 0.2% along the z axis . The density measured is always less than or equal to 80% of the theoretical density, which implies a porosity rate greater than 20%. The parts are not waterproof without impregnation of resin on the surface. The tribological properties of abrasion-wear and friction are poor. The average Shore D hardness is 72 ± 2. Example 3 The procedure of Example 1 was repeated, but each grade of powder was accurately weighed so as to obtain a volume fraction of complex metal alloy in the final composite part of 15%. The powder mixture consists of 44% by weight of a powder of the AlCuFeB alloy of Example 1 and 56% by weight of a nylon powder which is a nylon 12 powder. The parts obtained after sintering are a homogeneous shrinkage of 2 ± 0.2% along the x and y axes and 1.3 ± 0.2% along the z axes. The density measured is always greater than or equal to 98% of the theoretical density, which implies a volume porosity rate of less than 2%. The pieces obtained are waterproof. The tribological and hardness properties are improved over those of the parts of Example 2. EXAMPLE 4 The procedure of Example 1 was repeated, but using a mixture of powders consisting of 61.5% by weight of a powder of AlCuFeCr alloy and 38.5 by weight of a polyamide powder which is a nylon 12 powder. B5040FR AlCuFeCr alloy is a complex metallic alloy of nominal atomic composition A171Cu9Fe10Cr10. This alloy consists of the approximate orthorhombic O1-A165Cu20Fe10Cr5 phase and an isostructural quadratic phase at the w-A170Cu20Fe1o phase.
Les pièces obtenues après frittage présentent un retrait homogène de 2 ± 0,2 % selon les axes x et y et de 1,3 ± 0,2 % selon l'axe z. La densité mesurée est toujours supérieure ou égale à 99 % de la densité théorique, ce qui implique un taux de porosité volumique inférieur à 1%. Les pièces obtenues sont étanches. Les propriétés tribologiques et de dureté sont améliorées par rapport à celles des pièces de l'exemple 2. Exemple 5 On a reproduit le mode opératoire de l'exemple 1, mais en utilisant un mélange de poudres constitué par 40 % en poids d'une poudre de l'alliage AlCuFeCr de l'exemple 4 et 60 % en poids d'une poudre de polyamide qui est une poudre de Nylon 12. Les pièces obtenues après frittage présentent un retrait homogène de 2 ± 0,2 % en x et y et de 1,3 ± 0,2 % en z. La densité mesurée est toujours supérieure ou égale à 97 % de la densité théorique, ce qui implique un taux de porosité volumique inférieur à 3 %. Les pièces obtenues sont étanches. Les propriétés tribologiques et de dureté sont améliorées par rapport à celles des pièces de l'exemple 2. B5040FR The pieces obtained after sintering have a homogeneous shrinkage of 2 ± 0.2% along the x and y axes and 1.3 ± 0.2% along the z axis. The density measured is always greater than or equal to 99% of the theoretical density, which implies a volume porosity of less than 1%. The pieces obtained are waterproof. The tribological and hardness properties are improved over those of the parts of Example 2. EXAMPLE 5 The procedure of Example 1 was repeated, but using a mixture of powders consisting of 40% by weight of AlCuFeCr alloy powder of Example 4 and 60% by weight of a polyamide powder which is a nylon 12 powder. The parts obtained after sintering have a homogeneous shrinkage of 2 ± 0.2% in x and y and 1.3 ± 0.2% z. The density measured is always greater than or equal to 97% of the theoretical density, which implies a volume porosity of less than 3%. The pieces obtained are waterproof. The tribological and hardness properties are improved over those of the parts of Example 2. B5040FR
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