FUNCTIONALIZED METAL POWDERS BY SMALL PARTICLES MADE BY NON-THERMAL PLASMA GLOW DISCHARGE FOR ADDITIVE MANUFACTURING APPLICATIONS

The present invention discloses a non-thermal plasma treatment of metal powders in order to improve their processability by additive manufacturing (AM). The invention consists in bonding primary particles constituted of metals or metal alloys to a plurality of secondary particles constituted of meta...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: DELMÉE, Maxime, MERTZ, Grégory
Format: Patent
Sprache:eng ; fre
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Beschreibung
Zusammenfassung:The present invention discloses a non-thermal plasma treatment of metal powders in order to improve their processability by additive manufacturing (AM). The invention consists in bonding primary particles constituted of metals or metal alloys to a plurality of secondary particles constituted of metals, metal alloys, ceramics or polymers by the mean of a non-thermal plasma treatment. The primary particles have a larger mean diameter than the secondary. Both particles are injected through a non-thermal plasma glow discharge and/or in its afterglow region (region downstream the plasma discharge) where their surfaces are cleaned by removing contaminants and/or oxide layer and activated to react between each other. The functionalized metal powders are then collected and afterwards processed by AM leading to high quality parts. The functionalized metal powders produced by this plasma treatment improve the processability of metal by AM. Indeed, decreasing the reflectivity, removing contaminant and oxide layer, enhancing the isotropic solidification of melted materials and decreasing the sintering temperature enhance the efficiency of powder based AM processes. La présente invention concerne un traitement par plasma non thermique de poudres métalliques afin d'améliorer leur aptitude au traitement par fabrication additive (AM). L'invention consiste à lier des particules primaires constituées de métaux ou d'alliages métalliques à une pluralité de particules secondaires constituées de métaux, d'alliages métalliques, de céramiques ou de polymères au moyen d'un traitement par plasma non thermique. Les particules primaires ont un diamètre moyen supérieur à celui des particules secondaires. Les deux particules sont injectées par une décharge luminescente à plasma non thermique et/ou dans sa région de post-lumière (région en aval de la décharge de plasma) où leurs surfaces sont nettoyées par l'élimination des contaminants et/ou de la couche d'oxyde et activées pour réagir entre elles. Les poudres métalliques fonctionnalisées sont ensuite collectées puis traitées par AM, ce qui permet d'obtenir des pièces de haute qualité. Les poudres métalliques fonctionnalisées produites par ce traitement au plasma améliorent l'aptitude au traitement du métal par AM. En effet, la diminution de la réflectivité, l'élimination des contaminants et de la couche d'oxyde, l'amélioration de la solidification isotrope des matériaux fondus et la diminution de la température de frittage améliorent