[en] This research project focuses on 3D Printing using metallic alloys in the semi-solid state, a revolutionary theme in the field of Metal Additive Manufacturing. In this work, the use of alloys, particularly Aluminium 357.0-F, processed in the semi-solid state was explored as a novel technology aiming at reducing printing costs. This is a continuation of studies done previously on the creation of a 3D printer to extrude some metallic alloys, based on their thixotropic properties, and on the design of a specific induction heating system for the machine. The first step was to manufacture the coil designed formerly and validate experimentally the electromagnetic induction heating system. To do so, a 3D modelling of the nozzle and the coil was conducted on CATIA software as well as the creation, using 3D polymer printing technology, of a part that allows giving the exact geometry to the coil. The reasoning followed is to, first, perform various thermal tests only on the extruder without being mounted to the body of the printer to be able to evaluate the thermal profile of the interior wall. This allowed to better estimate the thermal profile inside the nozzle during the extrusion experiments. Several coils of different geometries were tested, and various extrusion experiments were done. The analyses with the OM and SEM for each case showed that the extruded material contained a dendritic microstructure, which means that the material was melted. This is due to the problems of conduction, convection and the complexity of properly controlling the internal thermal profile during extrusion. It will therefore be necessary to improve the design of the extruder in the future to be able to better control the temperatures and consequently succeed the extrusion in the semi-solid state.

[es] Este proyecto de investigación se centra en la impresión 3D utilizando aleaciones metálicas en estado semisólido, un tema revolucionario en la fabricación aditiva de metales. En este trabajo, se exploró el uso de aleaciones, particularmente aluminio 357.0-F, procesadas en estado semisólido como una nueva tecnología destinada a reducir los precios de impresión. Esto es una continuación de los estudios realizados anteriormente sobre la creación de una impresora 3D para extruir algunas aleaciones metálicas, basándose en sus propiedades tixotrópicas, y en el diseño de un sistema de calentamiento por inducción específico para la máquina. El primer paso fue fabricar la bobina diseñada anteriormente y validar experimentalmente el sistema de calentamiento por inducción electromagnética. Por esta finalidad, se realizó un modelo 3D de la boquilla y la bobina en el software CATIA, así como la creación, utilizando la tecnología de impresión 3D de polímeros, de una pieza que permite dar la geometría exacta a la bobina. El razonamiento seguido es, en primer lugar, realizar varias pruebas térmicas sólo en la boquilla sin ser montada en el cuerpo de la impresora para poder evaluar el perfil térmico de la pared interior. Esto permitió estimar mejor el perfil térmico dentro de la boquilla durante los experimentos de extrusión. Se probaron varias bobinas de diferentes geometrías y se realizaron varios experimentos de extrusión. Los análisis con el Microscopio Óptico (OM) y el Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) para cada caso mostraron que el material extruido contenía una microestructura dendrítica, lo que significa que el material se fundió. Esto se debe a los problemas de conducción, convección y a la complejidad de controlar adecuadamente el perfil térmico interno durante la extrusión. Por lo tanto, será necesario mejorar el diseño de la extrusora en el futuro para poder controlar mejor las temperaturas y, en consecuencia, tener éxito en la extrusión en estado semisólido.