Guide du Cerakote : le revêtement céramique pour les pièces imprimées en 3D par SLA et SLS

Les revêtements céramiques offrent des avantages à la fois en termes de performances et d’esthétique pour toute une série de matériaux. Leur résistance aux produits chimiques et à la température fait des pièces revêtues de céramique un produit idéal pour de nombreux secteurs tels que l’automobile et l’aérospatiale, où des environnements extrêmes peuvent endommager les pièces, ainsi que pour les produits de consommation, qui nécessitent une bonne qualité de surface.

Ce livre blanc explique comment revêtir des pièces imprimées en 3D avec les techniques de stéréolithographie (SLA) et de frittage sélectif par laser (SLS) grâce au procédé Cerakote, un revêtement céramique développé par NIC Industries.

Généralement, la majorité des pièces céramiques sont en métal, mais avec l’adoption croissante de l’impression 3D pour créer des pièces d’utilisation finale, les plastiques revêtus de Cerakote sont des alternatives plus rapides à fabriquer et moins coûteuses que les pièces métalliques. La résistance à la chaleur et aux produits chimiques des pièces revêtues de Cerakote sont des qualités qui ont un impact particulier sur les pièces imprimées en 3D. Les pièces plastiques imprimées en 3D sont sensibles à l’exposition aux UV et peuvent se dégrader quand elles sont par exemple exposées au soleil de façon prolongée. Avec une seule couche, le Cerakote peut protéger complètement les pièces contre toute exposition, ce qui permet aux utilisateurs de tirer parti de la liberté de conception qu’offre l’impression 3D pour fabriquer des pièces exposées aux éléments, comme dans les secteurs de l’automobile et des équipements sportifs. Le Cerakote peut également sceller et lisser une partie de la surface poreuse, améliorant ainsi des matériaux déjà performants comme le nylon imprimé en 3D par SLS, tout en améliorant leur esthétique, leur résistance aux produits chimiques et leur résistance à la chaleur. 

La combinaison du Cerakote et de l’impression 3D ouvre de nouvelles possibilités grâce à la liberté de conception et à la personnalisation qu’elles permettent. Les pièces métalliques fabriquées avec des méthodes traditionnelles peuvent offrir une protection aux UV, mais n’offrent pas la liberté de conception de la fabrication additive. L’impression 3D offre une souplesse de conception et une capacité de personnalisation, mais n’a pas la résilience des techniques de fabrication traditionnelles. Ensemble, ces deux procédés offrent aux ingénieurs, aux concepteurs et aux fabricants davantage de possibilités de créer à la demande ou en faibles volumes des pièces robustes, attrayantes et durables qui optimisent les méthodes de fabrication.

Pour appliquer le Cerakote, l’une des options consiste à trouver un applicateur certifié qui revêtira les pièces pour vous. Pour les applications uniques destinées à des tests ou à des preuves de concept, faire appel à un sous-traitant peut être est moins coûteux et plus rapide. Cerakote dispose d’un vaste réseau d’applicateurs certifiés dans le monde entier. Dans la base de données, vous pouvez également les filtrer selon le type de travail accepté par l’applicateur certifié, en l’occurrence des pièces imprimées en 3D.

Pour ceux qui souhaitent intégrer le procédé Cerakote en interne, NIC Industries vend des ensembles d’équipements recommandés pour différents flux de travail et à différents prix. La dépense la plus importante est la cabine de pulvérisation requise et, pour ceux qui envisagent d’appliquer des revêtements de la série H et Elite, un four de post-polymérisation supplémentaire. Pour ceux qui cherchent à revêtir beaucoup de pièces avec du Cerakote, NIC Industries dispose d’une plateforme robotique polyvalente qui peut revêtir de grands volumes chaque jour.

Lorsque vous appliquez le Cerakote en interne, une fois que vous avez acheté l’équipement nécessaire et effectué les tests appropriés, vous pouvez très facilement appliquer le revêtement avec un pistolet HVLP. Il est possible d’imprimer en 3D des gabarits, des fixations et des masques pour s’assurer que les pièces complexes peuvent être manipulées et ainsi garantir un revêtement complet, uniforme et intégral.

Le masquage, qui consiste à recouvrir des parties d’une pièce lors d’un processus de peinture ou de finition, prend beaucoup de temps et nécessite une main-d’œuvre importante. Pour les entreprises qui ont intégré un robot Cerakote dans leur flux de travail, le masquage manuel des pièces avec du ruban adhésif peut vite devenir fastidieux, étant donné le nombre important de pièces. Les masques imprimés en 3D peuvent être réutilisés à l’envi et conçus spécifiquement pour chaque pièce, de sorte qu’il ne faut que quelques secondes pour les placer et les retirer. Grâce à l’impression 3D, le masquage ne doit plus être un problème pour revêtir de Cerakote de grandes quantités de pièces. Les masques imprimés par SLA et par SLS sont faciles à concevoir et à imprimer en masse, et peuvent être retirés facilement une fois le processus de finition terminé.

L’efficacité du revêtement et les performances de la pièce finale dépendent de l’adhérence entre le revêtement et la pièce. Les tests chimiques sont un autre moyen de garantir une bonne adhésion et de s’assurer que la combinaison du substrat et du revêtement peut résister aux environnements exigeants. C’est par exemple le cas des composants de moteurs automobiles, où des corrosifs comme le diesel peuvent dégrader la qualité des pièces, qu’elles soient en métal ou en plastique. L’entreprise NIC Industries a effectué nombre de ces tests elle-même, et les utilisateurs devraient consulter les résultats avant de mener leurs propres tests. 

Pour connaître les résultats complets des tests, téléchargez dès aujourd’hui le livre blanc Cerakote.

La combinaison de pièces imprimées en 3D par SLS et d’un revêtement céramique haute performance constitue une solution idéale pour les applications finales exigeantes sur le plan esthétique et mécanique. Elle offre une alternative rentable au moulage par injection pour la production de faibles volumes et la personnalisation de masse.

À l’aide de la pièce échantillon imprimée par Formlabs sur les imprimantes 3D SLS de la série Fuse et revêtue de Cerakote, nous allons examiner le coût des matériaux et de la main-d’œuvre pour fabriquer en petites séries des biens de consommation revêtus de Cerakote.

^{*Basé sur un taux de 75 $/h pour un applicateur certifié, ce prix peut être considérablement réduit grâce à l’utilisation de la plateforme d’application robotisée de Cerakote. La Fuse 1+ 30W peut produire 36 assemblages de cette télécommande (36 pièces supérieures et 36 pièces inférieures) en 24 heures et 27 minutes, ce qui permet de produire plus de 200 pièces en une seule semaine.}

Le besoin de pièces imprimées en 3D ne fait que croître, et Cerakote ne fait qu’augmenter le nombre de secteurs et d’applications dans lesquelles la fabrication additive peut avoir un impact significatif. Pour certaines applications, une pièce en plastique imprimée en 3D est moins coûteuse à fabriquer, mais pas assez solide. Le revêtement de Cerakote peut alors améliorer son module de traction. La tolérance à la chaleur et la résistance aux produits chimiques élargissent encore les possibilités.

Les constructeurs automobiles ont déjà commencé à intégrer l’impression 3D dans leurs flux de travail, afin d’alléger les pièces généralement usinées, de sécuriser les chaînes d’approvisionnement, de proposer des pièces personnalisées et de réduire les coûts grâce à des gabarits, des fixations et des pièces de réparation peu coûteux et rapides à fabriquer. 

Désormais, grâce à un flux de travail simple alliant impression 3D et revêtement de Cerakote, les pièces peuvent résister à des températures plus élevées et à une plus longue exposition aux UV, ce qui donne accès à plus d’applications finales. Qu’il s’agisse de voitures de luxe uniques et personnalisées ou de prototypes fonctionnels, les pièces 3D revêtues de Cerakote peuvent être utilisées dans les moteurs et sur les parties extérieures.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le Cerakote et connaître ses applications pour les pièces imprimées par fabrication additive, contactez nos experts.