Fabrication additive : les poudres au cœur de l’interaction matière-laser
Industriels de la fabrication additive, vous souhaitez maîtriser l'interaction matière-laser de vos poudres
L’interaction matière-laser est influencée par des paramètres physico-chimiques précis. Une poudre non conforme peut entraîner une mauvaise absorption de l’énergie laser ou une mauvaise fluidité, impactant directement la densité et les propriétés mécaniques de la pièce.
Qu'est-ce que la fabrication additive ?
La fabrication additive consiste à élaborer une pièce par empilement successif de poudre mise en fusion par un faisceau laser. Par opposition aux procédés traditionnels basés sur la suppression de matière, la fabrication additive a plusieurs avantages.
En effet, bénéficiant aujourd’hui d’un bon niveau de maturité, cette technologie offre une liberté de conception inégalée et a trouvé de nombreuses applications dans des marchés exigeant comme l’aéronautique, le spatial, le médical, l’automobile, …
Pouvant être métalliques, céramiques ou polymères, la qualité des poudres est un point crucial pour ce procédé. Au cœur de l’interaction matière-laser, les poudres doivent notamment respecter une composition chimique, une morphologie, une granulométrie et une porosité intraparticulaire minimale.
Nos solutions d'analyse et d'expertise
Caractérisation Physico-Chimique de pointe
Pour garantir une fusion homogène, nous analysons les propriétés fondamentales de vos poudres:
Analyse chimique élémentaire : dosage des impuretés et des gaz (C/S, N/O, H, Ar) par ICP-OES, ICP-MS et analyseurs élémentaires.
Morphologie et granulométrie : analyse par granulométrie-laser (ISO 13320), morpho-granulométrie et MEB pour évaluer la sphéricité et la distribution de taille (PSD), facteurs clés de l'empilement et de la coulabilité.
- Coulabilité : caractérisée par un temps d’écoulement, elle peut être mesurée au moyen d’un entonnoir calibré de type cône. Hall ou Carney (ISO 4490 et ASTM B 213)
Propriétés physiques : mesure de la densité, de la surface spécifique (BET), de la porosité interne et de l'humidité.
- Densité apparente et densité tassée permettant de caractériser par effet mécanique l’aptitude d’une poudre à s’organiser en chassant l’air entre les grains. (ISO 3953)
- Densité vraie déterminée par pycnométrie selon la norme ISO 12154 ou ASTM B 923.
Expertise de l'extrême surface
L'état d'oxydation ou la présence de contaminants à l'extrême surface des grains modifie radicalement l'absorption du laser.
Identification des contaminants : détection de pollutions particulaires par MEB-FEG-EDX (manuel ou automatisé).
Analyse de surface : identification chimique des couches d'oxydes et des formes chimiques présentes.
- Evaluation de l'élimination des résidus de fabrication additive dans les DM selon l'ASTM F3335-20
- Analyse de microstructure caractérisée par un examen métallographique.
Contrôle du recyclage et de la durabilité
La réutilisation des poudres après impression modifie leurs propriétés. Nous mettons en place des protocoles de suivi qualité pour valider vos cycles de recyclage sans compromettre la fiabilité de vos pièces aéronautiques ou médicales.
Comme le suggère la norme NF E 67-010 présentant les spécifications techniques des poudres pour les applications de fabrication additive, ces essais peuvent également être complétés par des mesures de surface spécifique, d’humidité, …
FILAB vous accompagne dans l'analyse et la caractérisation de vos poudres métalliques
Présentant une expérience significative dans la mise en œuvre de ces différentes techniques et bénéficiant d’un véritable savoir-faire d’expertise reconnu dans le cadre de nos accréditations COFRAC et agrément SAFRAN (notamment selon le cahier des charges Ma-0015 – Pr 6000 et Pr 7210 ), FILAB vous accompagne dans le cadre de vos besoins d’analyses de poudres métalliques et d’expertises associées aux activités de fabrication additive.
Qualification Client
AGRÉMENT SAFRAN
FILAB a obtenu il y a plusieurs années la Qualification Laboratoire par le groupe SAFRAN au titre des procédures GRP-0087 et GRM-0123. Cette qualification est régulièrement renouvelée au terme d’audits effectués par Safran dans nos locaux.
AGRÉMENT FRAMATOME
En 2020, le laboratoire FILAB a obtenu l’agrément fournisseur de FRAMATOME et fait désormais partie de l’AVL (Approved Vendor List).
AGRÉMENT DASSAULT AVIATION
En mars 2025, le laboratoire FILAB a obtenu l'agrément DASSAULT AVIATION. Cet agrément fait de FILAB un partenaire fiable pour les industriels de l'aéronautique.
AGRÉMENT AUBERT ET DUVAL
Depuis 2024, le laboratoire FILAB est agréé par Aubert & Duval pour l’analyse de matériaux solides et poudres. Acteur de référence auprès des secteurs aéronautique, dispositifs médicaux et défense, FILAB s’impose comme un partenaire clé pour la réalisation d’analyses ICP-AES.
Notre FAQ
Pour obtenir un devis, vous pouvez contacter nos équipes via notre formulaire de contact, par téléphone ou par e-mail.
Il vous suffit de nous transmettre votre besoin (type de matériau, analyse souhaitée, norme éventuelle, urgence, quantité d’échantillons…). Nous vous envoyons ensuite une proposition technique et tarifaire personnalisée en 24-48H.
Les délais varient selon la nature de l’analyse et la complexité du projet d’expertise.
FILAB s’engage toutefois à fournir des délais rapides et adaptés à vos contraintes et urgences industrielles.
Dans les technologies de type SLM (Selective Laser Melting), la poudre n'est pas qu'un simple consommable ; c'est le matériau de construction qui définit la résolution, la porosité et la résistance finale de la pièce.
L'interaction se joue sur la capacité du laser à transférer son énergie aux grains de poudre pour créer un bain de fusion stable.
Pour qu'un laser travaille efficacement, la poudre doit répondre à trois critères majeurs :
La Morphologie : Les grains doivent être les plus sphériques possibles pour garantir une bonne fluidité (étalement homogène sur le plateau).
La Granulométrie : La taille des grains (souvent entre 15 et 45 microns) influence l'épaisseur des couches et la précision des détails.
La Composition Chimique : Une pureté élevée est requise pour éviter les inclusions ou les gaz piégés qui fragiliseraient la structure.
Lorsque le faisceau laser frappe le lit de poudre, plusieurs phénomènes se produisent simultanément :
Absorption : Une partie de l'énergie est absorbée par les grains (selon leur couleur et leur réflectivité).
Réflexions multiples : Le laser "rebondit" entre les grains de poudre, ce qui peut augmenter l'absorption globale par rapport à une surface solide plane.
Fusion : Les grains passent de l'état solide à liquide, formant un canal de fusion appelé "keyhole" (trou de serrure) si l'énergie est très intense.
