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Nov 29, 2023

Rio Tinto innove avec l'acier atomisé à l'eau pour l'impression 3D industrielle

La société minière et métallurgique canadienne Rio Tinto a développé une nouvelle poudre d'acier pour impression 3D utilisant la technologie d'atomisation d'eau. Selon l'entreprise, il est largement admis que seuls le gaz et les gaz à coût élevé

La société minière et métallurgique canadienne Rio Tinto a développé une nouvelle poudre d'acier pour impression 3D utilisant la technologie d'atomisation d'eau.

Selon l’entreprise, il est largement admis que seuls les atomiseurs à gaz et à plasma très coûteux sont capables de produire des poudres adaptées à l’impression 3D industrielle. Développée et testée au complexe métallurgique Rio Tinto Fer et Titane (RTFT) de l'entreprise au Québec, la nouvelle poudre d'acier a démontré que l'atomisation d'eau est une voie plus abordable vers la production de poudre, tout en offrant des propriétés mécaniques supérieures à celles des métaux fabriqués de manière conventionnelle.

RTFT est actuellement en train de développer des poudres d'impression 3D atomisées à l'eau supplémentaires pour répondre aux besoins de ses clients industriels.

Stéphane Leblanc, directeur général du fer et du titane de Rio Tinto, a déclaré : « Il s'agit d'une nouvelle génération de poudres d'acier conçue pour l'impression 3D au complexe métallurgique de RTFT, où nous avons plus de 50 ans d'expérience dans la fabrication de poudres d'acier et de fer.

Atomisation d'eau pour l'impression 3D

Un atomiseur d'eau utilise un jet d'eau à haute pression pour transformer un métal liquide en particules de poudre métallique à l'échelle micronique. En fonction des paramètres du processus d'atomisation de l'eau, les particules de poudre peuvent varier considérablement en forme, taille et composition, ce qui signifie qu'un petit réglage peut grandement contribuer à la production d'un métal imprimable en 3D.

RTFT abriterait le plus grand atomiseur d'eau en Amérique du Nord, ce qui signifie que le complexe peut produire de plus grands volumes de poudre que de nombreuses installations d'atomisation au plasma concurrentes. Elle est en activité au Québec depuis environ 70 ans et est connue pour être pionnière dans le processus d'élimination du fer de l'ilménite.

Leblanc ajoute : « Notre nouvelle nuance de poudre d'acier pour fabrication additive, produite avec le plus grand atomiseur d'eau en Amérique du Nord, apporte une matière première très compétitive au marché en pleine croissance de la 3D. »

Bien qu'il s'agisse peut-être de la première tentative de Rio Tinto de développer sa propre poudre d'impression 3D, la société a déjà travaillé avec le spécialiste de la fabrication additive métallique Amaero pour produire par lots un alliage aluminium-scandium haute performance existant. L'accord a permis à Rio Tinto de livrer des billettes en alliage d'aluminium à faible teneur en carbone. Amaero utilise les billettes pour développer « Amaero HOT Al », la poudre d'impression 3D à haute température de fonctionnement de l'entreprise.

Quatre ans de préparation

Le projet de développement de l'acier a débuté il y a environ quatre ans, lorsque le Centre de technologie et de minéraux critiques de Rio Tinto s'est associé à plusieurs universités locales au Canada. Une fois le développement initial terminé, Rio Tinto s'est ensuite associé à la société allemande KSB, l'un des principaux fabricants de pompes et de vannes, pour tester les performances de la poudre pour les applications d'impression 3D.

Les partenaires ont déjà imprimé un ensemble de pièces grandeur nature utilisant cet acier, dont une pièce de remplacement pour un système de coulée de fonte liquide sur le site de Québec. Les tests d'impression ont été utilisés pour certifier le matériau pour des applications industrielles. La pièce de rechange mesure environ 300 x 300 mm et est 70 % plus légère que la pièce moulée d'origine qu'elle remplace. Bien que la poudre puisse être appliquée dans de nombreux secteurs, la société a exprimé son intention de cibler le secteur des pièces de rechange pour opérations à distance comme objectif initial.

Avec le développement de son nouvel acier pour impression 3D, Rio Tinto est le dernier acteur sur le marché des poudres de fabrication additive métallique. Kanthal, la marque de technologie de chauffage du groupe mondial d'ingénierie Sandvik, a récemment investi dans des équipements d'atomisation ultramodernes pour poursuivre le développement de ses propres opérations de métallurgie des poudres. En collaboration avec l'institut suédois de recherche sur les métaux Swerim, Kanthal utilisera son équipement de 2 millions d'euros pour rechercher des poudres métalliques pour les applications d'impression 3D et de pressage isostatique à chaud.

Par ailleurs, le producteur de poudre métallique PyroGenesis a récemment annoncé que sa nouvelle ligne de production de poudre Additive Manufacturing NexGen était achevée et opérationnelle. Avec une capacité de débit impressionnante de 25 kg/h, plusieurs entreprises aérospatiales « de premier plan » attendraient les poudres de la chaîne de production NexGen.