Le contrôle de l’atmosphère inerte est le processus qui consiste à retirer l’air d’un espace clos en le remplaçant par un gaz inerte. Dans l’impression 3D SLS, le gaz inerte est généralement de l’azote. Les polymères SLS ont tendance à s’oxyder lorsqu’ils sont maintenus à des températures élevées pendant de longues périodes. Limiter l’oxydation améliore les propriétés des matériaux des pièces imprimées et vous permet d’imprimer avec un taux de renouvellement plus faible.

Par exemple, l’impression avec Nylon 11 dans de l’azote permet d’utiliser un taux de renouvellement de 30 % pour imprimer des pièces plus ductiles que des pièces imprimées dans de l’air à un taux de renouvellement de 50 %.

La Fuse 1+ 30W est équipée d’une chambre étanche maintenue à une pression positive partielle afin de garantir une faible concentration d’oxygène lors de l’impression dans une atmosphère inerte. La Fuse 1+ 30W comprend la plomberie, les capteurs et les commandes pour permettre un processus de contrôle atmosphérique inerte prêt à l’emploi. La Fuse 1+ 30W n’a pas de capacité de génération d’azote, une source d’azote externe est donc nécessaire si un contrôle atmosphérique inerte est souhaité.

L’azote peut être obtenu sous plusieurs formes, notamment des bouteilles de gaz comprimé, des vases Dewar d’azote liquide ou des générateurs d’azote.

Les sources d’azote qui répondent aux exigences suivantes conviennent à une utilisation avec la Fuse 1+ 30W :

• Concentration : 99,5 % ou plus
• Débit : 0,5 SCFM ou plus
• Plage de pression : 36-125 psi
• Température du gaz à l’entrée de la machine : 18 °C ou plus

Pour plus d’informations sur l’approvisionnement, consultez l’article d’assistance Distributeurs approuvés par Formlabs pour les fournitures (SLS). Le tableau ci-dessous résume les différences entre les diverses options :

Générateurs d’azote

Les générateurs d’azote convertissent une source d’air comprimé en un flux d’azote gazeux de haute pureté, dont la majeure partie de l’oxygène a été éliminée. Le flux d’azote qui en résulte peut servir de source d’azote pour la Fuse 1+ 30W. L’un des principaux avantages des générateurs d’azote est qu’ils ne nécessitent pas le remplacement ou la recharge des sources d’azote en bouteille.

Les compresseurs d’air peuvent avoir une consommation d’énergie élevée au démarrage et doivent être alimentés par un circuit séparé de l’imprimante afin d’éviter toute interruption de l’impression.

Formlabs recommande d’utiliser un compresseur d’air dédié ou un compresseur d’une capacité suffisante pour éviter les chutes de pression si d’autres appareils l’utilisent pendant l’impression. L’air comprimé alimentant un générateur d’azote doit être filtré pour en éliminer l’humidité, l’huile et les particules.

Pour voir les générateurs d’azote recommandés et les raccords associés, veuillez consulter l’article d’assistance des Distributeurs agréés par Formlabs pour le matériel. Les raccords répertoriés sont compatibles avec le générateur d’azote HSS-7 ou HSS-3 recommandé par Holtec Gas Systems. Les raccords comprennent :

1. Raccord de tuyau à déconnexion rapide pour l’air (1x) : Les raccords à déconnexion rapide permettent une installation facile. Notez que les petits compresseurs utilisent généralement des raccords de 6,35 mm, mais les compresseurs de plus grande capacité peuvent nécessiter des raccords plus grands. Vérifiez votre compresseur pour vous assurer que la taille du tuyau et la taille du raccord sont compatibles.
2. Prise pour le tuyau à déconnexion rapide pour l’air (2x) : les prises à déconnexion rapide permettent aux tuyaux d’air de se connecter facilement avec le compresseur d’air et l’imprimante. Les prises de tuyaux sont reliées aux extrémités filetées de deux tuyaux d’air distincts.
Tuyau d’air EPDM (2x, 3x si un filtre à air comprimé externe est utilisé) : les tuyaux d’air comprimé relient le compresseur d’air au générateur d’azote et le générateur d’azote à l’entrée d’azote de l’imprimante.
3. Trois tuyaux d’air sont nécessaires si vous utilisez un filtre à air comprimé externe.
4. Filtre à air comprimé (1x, le cas échéant) : l’air comprimé alimentant un générateur d’azote doit être filtré pour en éliminer l’humidité, l’huile et les particules. Si votre compresseur d’air est pré-équipé d’un filtre, vous n’avez pas besoin d’un filtre externe supplémentaire. Le filtre doit être placé en amont du générateur d’azote.
5. Ruban d’étanchéité pour filetage : utilisez du ruban d’étanchéité pour filetage afin d’assurer une connexion étanche à l’air sur tous les raccords filetés.
6. Générateur d’azote : Formlabs a testé le générateur d’azote HSS-7 de Holtec Gas Systems. Tout générateur d’azote capable de fournir l’azote nécessaire peut également être utilisé. Si vous utilisez d’autres générateurs d’azote, assurez-vous que les raccords sont compatibles avec vos tuyaux et adaptateurs, le cas échéant.

Le diagramme ci-dessous montre comment les composants ci-dessus sont assemblés pour fournir de l’azote à la Fuse 1+ 30W, en commençant par un compresseur d’air (illustré ici). Notez que les éléments dans le cadre en pointillés ne sont pas nécessaires si votre compresseur d’air est pré-équipé d’un filtre.

L’image ci-dessous montre l’emplacement de l’entrée d’azote sur la Fuse 1+ 30W. Notez que le raccord de tuyau à déconnexion rapide fourni est installé.

Bouteilles, réservoirs et cuves d’azote

L’azote peut également être fourni à la Fuse 1+ 30W à partir de conteneurs d’azote tels que des bouteilles de gaz comprimé, des réservoirs d’azote liquide ou des conteneurs micro-bulk ou bulk. La meilleure option dépend du volume d’impression, du budget et des installations. Pour obtenir une recommandation sur la meilleure option que vous pouvez utiliser pour l’approvisionnement en azote, utilisez le calculateur de gaz Formlabs développé par Airgas.

Les bouteilles d’azote peuvent constituer un moyen peu coûteux de commencer à imprimer dans une atmosphère à gaz inerte sans avoir à investir dans un compresseur et un générateur d’azote. Les fournitures en vrac peuvent également constituer une option rentable pour l’impression de gros volumes dans les environnements de production.

En cas d’utilisation de sources d’azote sous forme de gaz comprimé, installez un régulateur à la sortie de la source de gaz comprimé afin d’abaisser la pression de l’azote pour qu’elle corresponde à la plage d’entrée de la Fuse 1+ 30W.

En cas d’utilisation de sources d’azote liquide, installez un évaporateur à la sortie de la source d’azote liquide afin de le convertir en un gaz qui peut être utilisé comme entrée dans la Fuse 1+ 30W.

La Fuse 1+ 30W a la possibilité d’utiliser de l’azote comme atmosphère de gaz inerte dans la chambre d’impression. L’atmosphère inerte d’azote empêche l’oxydation de la poudre de plastique.

La Fuse 1+ 30W dispose de deux modes de contrôle de l’atmosphère :

• Mode Air : l’atmosphère de l’enceinte d’impression est composée d’air atmosphérique.
• Mode Azote : l’enceinte d’impression est purgée avec une alimentation en azote gazeux.

Pour préparer la Fuse 1+ 30W à l’impression avec une atmosphère de gaz inerte :

1. Connectez l’alimentation en azote à l’interface d’azote à l’arrière de l’imprimante.
2. Confirmez que la pression d’alimentation en azote dans la Fuse 1+ 30W est comprise entre 248–862 kPa (36–125 psi) et que le débit est d’au moins 14 L/min (0,5 SCFM).
3. Si vous utilisez une source d’azote telle que de l’azote gazeux en bouteille ou de l’azote liquide, assurez-vous qu’il y ait suffisamment d’azote disponible pour terminer l’impression. Lors de l’impression avec une atmosphère de gaz inerte, l’imprimante a besoin d’environ 14 L d’azote gazeux par minute.
4. Appuyez sur l’icône de l’imprimante dans la barre latérale gauche pour accéder à l’écran du statut de l’imprimante. Basculez le système d’azote sur ON (Marche).
5. Confirmez que l’écran tactile affiche « N₂ Mode », puis que la pression d’entrée et la pression de la valve se situent dans les limites souhaitées.

Pour régler la pression de la valve :

1. Appuyez sur l’icône de l’imprimante dans la barre latérale gauche pour accéder à l’écran d’état de l’imprimante.
2. Sous Nitrogen System (Système d’azote), appuyez sur Valve Pressure (Pression de la valve). La fenêtre Nitrogen Setup (Paramétrage de l’azote) s’ouvre.

6. Lorsque la pression d’azote est suffisamment ajustée, appuyez sur Done (Terminé).
7. Fermez la porte d’accès au capteur infrarouge.

Si une source d’azote fonctionne mal ou est mal installée, et que l’azote remplace l’oxygène existant dans la pièce où se trouve l’imprimante, une situation dangereuse importante peut être créée. Une évaluation de la sécurité doit être effectuée par le responsable de la sécurité de votre entreprise afin de garantir que votre système d’azote est installé et exploité en toute sécurité.