Électropolissage - Procédé pour le parachèvement des pièces de fabrication additive métalliques

Depuis le début des années 2000, la fabrication additive (FA) est en plein essor par les potentialités qu’elle offre en production rapide de pièces métalliques de formes complexes ou présentant des structures intérieures sophistiquées. À ses débuts, elle était essentiellement utilisée pour le prototypage rapide. Aujourd’hui, tous les secteurs industriels se sont appropriés la technique, qui a gagné en rentabilité et qui permet la mise en forme innovante de presque tous les alliages, des plus nobles (métaux précieux, alliages cuivreux) pour l’industrie horlogère aux plus exigeants (alliages de titane, Inconel®, acier inoxydable, alliages légers…) pour l’aéronautique et le biomédical. Parmi les différents procédés existants, la technologie dite « lit de poudre » est probablement la plus répandue. Celle-ci permet la construction d’une pièce, à partir d’un modèle numérique 3D, par couches successives de matière et d'un apport localisé d'énergie pour fusionner la poudre. La fusion de chaque section de pièce formée successivement et la cohésion du matériau sont assurées par un faisceau laser (LBM) ou d’électrons (EBM).

Si les progrès technologiques ont permis d’aboutir à des composants de fabrication additive dont les propriétés mécaniques et structurales à cœur sont équivalentes à des pièces forgées, il reste cependant un obstacle majeur à l’extension du procédé, qui tient à l’état de surface extrêmement dégradé des pièces produites. En effet, la surface des prototypes obtenus se caractérise par une rugosité élevée (Ra pouvant atteindre 40 µm), une forte texture (en lien avec le procédé et les paramètres de fabrication) et la présence de particules infondues potentiellement détachables. Ces défauts sont généralement incompatibles avec les applications visées (pièces creuses pour écoulement de fluides), et induisent une dégradation des propriétés fonctionnelles du matériau comme une sensibilité accrue à la fatigue et à la corrosion. Le recours à une étape de parachèvement qui doit permettre d’améliorer l’état de surface général, y compris dans les zones occluses telles que les canaux et les orifices, est donc un impératif pour le déploiement de la FA dans l’industrie. C’est en outre un poste de coût significatif qui constitue une composante clé de la chaîne de valeur.

Parmi les techniques de finition soustractives envisageables (mécaniques, physique ou chimiques), le polissage électrolytique aussi appelé électropolissage est un candidat de choix de par son efficacité, sa large diffusion industrielle et sa facilité de mise en œuvre. Il s’agit en effet d’un procédé de dissolution électrolytique dans lequel la pièce à traiter est polarisée anodiquement et qui fonctionne donc à l’inverse de l’électrodéposition, telle qu’utilisée dans l’industrie de la galvanoplastie Cet article se propose de présenter cette technologie et ses développements récents, en particulier pour la finition de surfaces des pièces métalliques élaborées par fabrication additive.