Brevet FR3066705A1 — publié le 20181130

PARTICULE POUR LA REALISATION DE PIECES METALLIQUES PAR IMPRESSION 3D ET PROCEDE DE REALISATION DE PIECES METALLIQUES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le domaine de la présente invention concerne la réalisation de pièces métalliques par impression 3D, par exemple pour le secteur automobile, le domaine médical ou encore pour l'aéronautique. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à des particules métalliques utilisées pour l'impression 3D et à un procédé de réalisation de pièces métalliques par impression 3D, mettant en oeuvre de telles particules. L'impression 3D, aussi appelée fabrication additive, consiste à mettre en forme une pièce en réalisant un empilement de plusieurs couches de matériau déposées successivement les unes sur les autres jusqu'à obtenir la forme finale de la pièce. Chaque couche est fondue, puis solidifiée, sur la couche sous-jacente, de manière à assurer la cohésion de l'empilement. Il est ainsi possible de produire industriellement des pièces, de forme simple ou complexe, ayant des propriétés mécaniques satisfaisantes. L'élaboration de pièces en aluminium ou en alliages d'aluminium présente un fort intérêt industriel, notamment, dans le domaine aéronautique. Les alliages d'aluminium couramment utilisés, dans l'impression 3D, sont AlSi10Mg ou AISi12, car leurs températures de fusion et de solidification sont proches, facilitant ainsi leur élaboration. Il est également possible de former des alliages d'aluminium à résistance mécanique élevées, par exemple de la série 2xxx, en mélangeant, par exemple, une poudre d'aluminium avec une poudre de cuivre, comme décrit dans l'article de Bartkowiak et al. ("New Developments of Laser Processing Aluminium Alloys via Additive Manufacturing Technique", Physics Procedia 12 (2011) 393- 3066705 2 401). Le mélange de poudres est déposé sur un substrat et fondu sous irradiation laser pour former après fusion un alliage de type AICu. Il y a également un intérêt à réaliser des pièces par impression 3D en cuivre pur, par exemple pour les applications électroniques, où ce procédé permettrait de 5 réaliser des canaux de refroidissement dans les conducteurs de courant des batteries, augmentant leurs performances. Cependant, l'aluminium, les alliages d'aluminium et le cuivre présentent sous forme massive une forte réflectivité (plus de 60% du faisceau laser est réfléchi, voire plus de 90% du faisceau est réfléchi dans le cas du cuivre pur à température ambiante). 10 De plus, ces matériaux conduisent très bien la chaleur, ce qui pose également un problème pour réaliser leur fusion par laser. Le procédé pour réaliser des pièces à partir de particules en aluminium et/ou en cuivre nécessite donc des lasers à fortes puissances ou des temps d'irradiation relativement longs, voire des plateaux d'impression chauffés, ce qui complique son industrialisation. 15 EXPOSÉ DE L'INVENTION C'est, par conséquent, un but de la présente invention de proposer des particules métalliques, pouvant être utilisées dans les technologies d'impression 3D par laser, absorbant efficacement le faisceau laser. C'est un autre but de la présente invention de proposer un procédé 20 d'élaboration de pièces métalliques facile à mettre en oeuvre et ne nécessitant pas une puissance laser trop élevée ou des temps d'irradiation trop longs, pour pouvoir être industrialisé. Ces buts sont atteints par une particule comprenant un coeur, en cuivre, en alliage de cuivre, en aluminium ou en alliage d'aluminium, recouvert par une couche 25 externe, la couche externe étant formée de nanoparticules métalliques ou de nanotubes de carbone. Par nanoparticules, on entend des éléments ou objets de forme allongée, arrondie, sphérique ou polyédrique (cube par exemple), et dont la dimension la plus longue est inférieure à 500nm, et de préférence inférieure à 100nm. Par exemple, la 3066705 3 dimension la plus longue va de 1 à 500nm et de préférence de 2 à 100nm, et encore plus préférentiellement de 10 à 100nm. Les nanoparticules sont, par exemple, des nanofils, des nanotubes, des nanosphères ou des nanocubes. Avantageusement, les nanoparticules sont en cuivre. Ce matériau est 5 bon marché et facile à déposer. Selon une variante, la couche externe peut être en silicium. Les particules, selon l'invention, permettent d'améliorer les interactions laser/particule, grâce à la couche externe de la particule qui est nanostructurée, et qui favorise l'absorption du faisceau laser au détriment de la réflexion. La structuration 10 confère un relief (bosses, creux, forte rugosité) à la surface de la particule et permet une meilleure absorption du faisceau laser (au moins 10% d'amélioration) par rapport à une particule dont la surface est lisse. La structuration peut former une organisation surfacique régulière ou irrégulière. Dans le cas d'une couche externe de nanoparticules, il s'agit d'une couche monoparticulaire (une seule épaisseur de nanoparticules) ou d'une 15 couche formée de plusieurs épaisseurs de nanoparticules, continues ou discontinues. Lors du procédé d'élaboration de la pièce métallique par impression 3D, la particule est utilisée, sous forme d'une poudre. La poudre va fondre sous irradiation 3D et former soit un alliage d'aluminium par exemple de type Al-Cu (série Al 2xxx), soit du cuivre pur (cas d'un coeur de particule en cuivre). 20 Par cuivre pur, on entend qu'il y a au moins 95% massique de cuivre, de préférence au moins 98% et encore plus préférentiellement au moins 99%. En fonction de la puissance laser, les nanotubes de carbone vont être soit sublimés soit intégrés dans la composition de l'alliage ou dans le cuivre, par exemple en tant qu'impuretés. 25 La qualité des matériaux obtenus est améliorée par rapport à l'art antérieur puisque toutes les particules ont la même composition, la même texturation de surface, et de préférence la même granulométrie. Elles vont donc fondre de manière beaucoup plus homogène que les particules de l'art antérieur qui n'ont pas la même composition et/ou la même granulométrie. En effet, par exemple, dans le cas de l'utilisation d'un mélange de poudres, les particules les plus petites peuvent être 3066705 4 sublimées sous faisceau laser, si la puissance du laser est élevée. Si la puissance du laser n'est pas très élevée, seules les petites particules peuvent fondre. Dans les deux cas, l'alliage obtenu n'est pas celui désiré. Les particules de l'invention évitent ces désavantages. 5 Les éléments constitutifs de l'alliage sont au sein de la même particule, et non pas dans plusieurs particules. Avec les particules de l'invention, il n'y a pas besoin de mélanger différentes poudres, ce qui limite les risques liés à la manipulation des poudres et les problèmes de stratification liés aux mélanges de poudres. Avantageusement, les nanoparticules ont un diamètre allant de 1nm à 10 500nm, et de préférence de 100nm à 300nm. Avantageusement, le coeur de la particule a un diamètre allant de 1um à 1501.1m. Avantageusement, un empilement d'une ou plusieurs couches métalliques est disposé entre la couche externe et le coeur de la particule. 15 Par métallique, on entend un métal, un métalloïde tel que le silicium ou un alliage de métal. De préférence, il s'agit d'un métal ou du silicium. La ou les couches métalliques peuvent être continues ou discontinues. La couche externe seule ou en combinaison avec l'empilement, lorsqu'il y en a un, forme la coquille de la particule. 20 La composition de l'alliage final, qui constitue la particule fondue, correspond au mélange des matériaux du coeur et de la coquille. Avec de telles particules, il est possible d'obtenir, après fusion, de nombreuses nuances d'alliages « sur mesure ». Avantageusement, la ou les couches métalliques ont chacune une épaisseur allant de 1nm à 500nm, de préférence de 5nm à 300nm, et encore plus 25 préférentiellement de 10nm à 100nm. L'homme du métier choisira l'épaisseur de chaque couche en fonction de la composition de l'alliage final. De telles épaisseurs peuvent être obtenues à partir de techniques classiques de dépôt, comme le dépôt physique en phase vapeur. Avantageusement, la ou les couches métalliques sont chacune en un 30 métal choisi, indépendamment, parmi l'or, le platine, l'argent, le manganèse, le 3066705 5 magnésium, le zirconium, le zinc, le silicium, le nickel ou le cuivre. L'homme du métier choisira les métaux en fonction de la composition de l'alliage final. De manière générale, deux couches successives de l'empilement n'auront pas la même composition. De préférence, chaque couche de l'empilement aura une composition différente des autres 5 couches de l'empilement. Avantageusement, l'empilement comprend au moins une couche continue recouvrant complètement le coeur de la particule, la couche continue étant, de préférence, celle en contact avec la couche externe. Le coeur en aluminium, ou en alliage d'aluminium, est protégé de l'oxydation. De préférence, il n'y a pas de couche d'oxyde en 10 surface de l'aluminium ou de l'alliage d'aluminium, ce qui améliore la qualité de l'alliage final. Selon une variante, une fine couche d'oxyde natif peut être présente en surface de l'aluminium. Une telle couche d'oxyde étant relativement fine, elle n'empêche pas la fusion du coeur de la particule. Avantageusement, la couche continue est en un matériau moins 15 réducteur que le matériau du coeur de la particule. Par moins réducteur, on entend que le matériau est moins sensible à l'air (vapeur d'eau et dioxygène), que le matériau du coeur de la particule, pour le protéger des phénomènes d'oxydation. Autrement dit, le matériau s'oxyde moins facilement que le matériau formant le coeur de la particule. Peu ou pas d'oxyde sont 20 formés en surface de la particule. La présence d'oxyde, en surface de la particule, peut perturber, lors de la fusion laser, la propagation du flux thermique et entrainer une porosité résiduelle et/ou la présence d'inclusions dans le matériau final, si toutes les particules ne sont pas fondues par exemple. Eventuellement, les particules peuvent être réactives avec l'air ou l'eau, ce qui peut conduire à un phénomène d'auto-échauffement 25 pouvant mener à leur inflammation. Ces inconvénients sont évités ou limités avec la particule de l'invention. Par exemple, pour un coeur en aluminium ou en alliage d'aluminium, on choisira pour former la couche continue moins réductrice du cuivre, de l'étain, du nickel, du chrome, ou du manganèse. 3066705 6 On choisira de préférence du cuivre. Ce métal est moins réducteur que l'aluminium, et les techniques de dépôt du cuivre sont bien maitrisées, bon marché et industrialisables. Une couche en cuivre permet une meilleure adsorption des nanoparticules de cuivre à sa surface, par rapport à une couche en un autre métal. 5 Avantageusement, la couche continue est en un matériau ayant une réflectivité inférieure à celle du matériau du coeur de la particule. Par exemple, pour un coeur en aluminium, le matériau est du zirconium, du zinc, du silicium, ou du nickel. Un de ces matériaux, positionné à l'extérieur de la particule, en plus d'entrer dans la composition de l'alliage final et éventuellement d'être moins réducteur que l'aluminium, 10 permet de diminuer encore plus la réflectivité des particules et d'améliorer encore plus l'absorption du faisceau laser par exemple. L'apport d'énergie nécessaire à la fusion de la particule est diminué, il y a moins de perte d'énergie. Une couche en cuivre ou en nickel permet, également, de diminuer le caractère pyrophorique du coeur de la particule en aluminium. 15 Dans les procédés de l'art antérieur, qui utilisent des poudres de différentes compositions pour réaliser un alliage, il est difficile de former des particules, par exemple de manganèse ou de magnésium, qui sont des éléments qui s'oxydent facilement. Le choix des alliages d'aluminium est donc limité. Avec le procédé de l'invention, il est possible de réaliser un empilement comprenant une couche en 20 manganèse et/ou en magnésium, disposée sous la couche continue de l'empilement de manière à être protégée de l'oxydation. Avantageusement, la particule est sphérique et elle a un diamètre allant de 1um à 150um. Par exemple, des diamètres de 1um à 50um peuvent être choisis pour les dépôts par fusion par laser (SLM). Par exemple, des diamètres de 50um à 150um 25 peuvent être choisis pour les dépôts par pulvérisation de matière (FDM), par fusion par faisceau d'électrons (EBM), et par dépôt de métal par laser (LMD). Une particule sphérique est privilégiée, pour favoriser un bon étalement des particules lors de la formation de la couche de particules (aussi appelé lit ou couche de poudre), notamment dans les procédé de fabrication par SLM et EBM. En effet, des 30 poudres peu sphériques et trop petites (mauvaise coulabilité) ne permettent pas de faire 3066705 7 un lit homogène, ce qui génère localement des manques de matières, conduisant à la formation de porosités dans la pièce finale, très préjudiciable à leur qualité (propriétés mécaniques notamment). Ce but est également atteint par un procédé de fabrication d'une pièce 5 métallique par impression 3D qui comprend, selon un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, au moins les étapes successives suivantes : al) Fourniture d'une poudre comprenant des particules telles que définies précédemment, bl) Formation d'un lit de poudre sur un substrat, 10 cl) Fusion localisée du lit de poudre de manière à former une première zone fondue, et solidification de la première zone fondue de particules de manière à former une première zone solidifiée. Avantageusement, les étapes bl) et cl) sont répétées au moins une fois de manière à former au moins une autre zone solidifiée sur la première zone solidifiée. La 15 répétition de ces étapes conduit à la formation d'un objet en trois dimensions strate par strate. Avantageusement, la fusion de la couche de particules est réalisée par fusion laser sélective. Ce but est également atteint par un procédé de fabrication d'une pièce 20 métallique par impression 3D qui comprend, selon un second mode de réalisation du procédé de l'invention, au moins les étapes successives suivantes : a2) Fourniture d'une poudre comprenant des particules telles que définies précédemment, b2) Projection de la poudre sur un substrat, la poudre passant à travers 25 un faisceau laser avant d'atteindre le substrat, de manière à la faire fondre, c2) Solidification de la poudre fondue sur le substrat de manière à créer une première zone solidifiée. Avantageusement, les étapes b2) et c2) sont répétées au moins une fois de manière à former au moins une autre zone solidifiée sur la première zone solidifiée. 3066705 8 Avantageusement, dans ces deux modes de réalisation du procédé de l'invention, le coeur des particules est en aluminium, le coeur étant recouvert par un empilement comprenant une couche en manganèse, une couche en magnésium et une couche en cuivre et par une couche externe de nanoparticules de cuivre, et la couche 5 solidifiée est un alliage d'aluminium 2024. Avantageusement, dans ces deux modes de réalisation du procédé de l'invention, le coeur des particules est en aluminium 6060, le coeur étant recouvert par un empilement comprenant une couche en magnésium et une couche en cuivre et par une couche externe de nanoparticules de cuivre, et la couche solidifiée est un alliage 10 d'aluminium 6061. Avantageusement, deux modes de réalisation du procédé de l'invention, le coeur des particules est en aluminium 2117, le coeur étant recouvert par un empilement comprenant une couche en manganèse, une couche en magnésium et une couche en cuivre et par une couche externe de nanoparticules de cuivre, et la couche 15 solidifiée est un alliage d'aluminium 2024. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une particule, vue 20 en coupe, selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une particule, vue en coupe, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique d'une particule, vue en coupe, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, 25 - la figure 4 est une représentation schématique d'une particule, vue en coupe, selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 représente un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage de particules dont la couche externe est formée de nanoparticules de cuivre, 3066705 9 - la figure 6 représente la variation du pourcentage massique de cuivre sur une poudre d'aluminium en fonction du taux de charge et de l'épaisseur du dépôt, - la figure 7 représente le pourcentage massique des différents éléments constituant les alliages Al 6060 et Al 6061, 5 - la figure 8 représente le pourcentage massique des différents éléments constituant les alliages Al 2117 et Al 2024. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent 10 être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et pouvant se combiner entre elles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 4 qui représentent une particule métallique 1 selon différents modes particuliers de réalisation. 15 La particule 1 a une structure coeur/coquille. Le coeur 2 de la particule 1 est métallique. Il est, par exemple, en cuivre, en alliage de cuivre, en aluminium ou en alliage d'aluminium. De manière générale, le coeur 2 de la particule 1 présente une taille micrométrique (inférieure à 500um). L'alliage de cuivre est, par exemple, un alliage dit thermique du type 20 CuCrZr ou CuNi. Le coeur 2 a, par exemple, un diamètre allant de 1um à 150u.m. On choisira, par exemple, un coeur ayant un diamètre de 1um à 10um, de 20um à 40um ou encore de 40um à 120um, en fonction des objectifs et des procédés de fabrication des pièces métalliques. 25 Comme représenté sur les figures 1 à 4, la particule comprend au moins une couche externe 3, structurée, recouvrant le coeur de la particule. La couche externe 3 peut être en métal. La couche externe 3 est, par exemple, en cuivre ou en silicium. Elle peut également être formée de nanotubes de carbone. 3066705 10 La structuration permet d'augmenter l'absorption optique en créant un relief à la surface de la particule. Par exemple, il peut s'agir d'une couche ayant des bosses et des creux, des filaments, des trous, etc. La structuration peut être choisie en fonction de la longueur d'onde du laser afin de maximiser l'absorption optique. La couche 5 externe 3 est formée d'éléments de tailles nanométriques. Par exemple, la couche externe 3 peut être formée de nanotubes (figure 1), de nanosphères (figure 2 et 3), de nanofils (figure 4) ou encore de nanocubes (non représentés). Les nanoparticules ont un diamètre allant de 1nm à 500nm, par exemple de 1nm à 60nm. De préférence, elles ont un diamètre allant de 100nm à 300nm. 10 De préférence, la couche externe est formée de nanoparticules de cuivre. Les nanoparticules sont, avantageusement, monodisperses. Elles ont, avantageusement, une taille homogène. Les nanoparticules forment, par exemple, une couche monoparticulaire, c'est-à-dire une couche ayant une seule épaisseur de 15 nanoparticules. Elles peuvent également former une couche ayant plusieurs épaisseurs de nanoparticules. D'une manière générale, la couche de nanoparticules a une épaisseur allant de quelques nanomètres (par exemple 2nm) à plusieurs micromètres (par exemple 5um). Par exemple, l'épaisseur de la couche va de 100nm à 5um, et de préférence de 100nm à 500nm. 20 Comme représenté sur les figures 2 à 4, la particule 1 peut comprendre, en outre, un empilement d'une ou plusieurs (deux, trois...) couches métalliques 4, 5, 6 disposé entre la couche externe 3 et le coeur 2. L'incorporation de cet empilement permet d'ajouter sur mesure des éléments chimiques dans la particule qui vont, lorsque la particule sera fondue, constituer 25 l'alliage final. La ou les couches métalliques 4, 5, 6 de l'empilement ont chacune une épaisseur allant de 5nm à 250nm, et de préférence de 10nm à 100nm. L'épaisseur de chaque couche peut être choisie indépendamment les unes des autres. Chaque couche présente, avantageusement, une épaisseur uniforme, c'est-à-dire que l'épaisseur de 30 chaque couche est sensiblement identique en tout point de la particule. 3066705 11 La ou les couches métalliques 4, 5, 6 sont chacune en un métal, de préférence différent des autres couches de l'empilement. Le métal est, par exemple, choisi parmi l'or, le platine, l'argent, le manganèse, le magnésium, le zirconium, le zinc, le silicium, le nickel ou le cuivre. 5 Les différents éléments constitutifs de la particule, c'est-à-dire les matériaux du coeur et de la coquille (couche externe 3 + couche(s) 4, 5, 6 de l'empilement) ont, avantageusement, des points de fusion proches pour favoriser une fusion homogène de la particule. Les différents éléments ont par exemple des points de fusion ne variant pas de plus de 1000°C, et de préférence pas de plus de 500°C. 10 Lorsque les particules sont chauffées, lors du balayage laser par exemple, elles chauffent en surface et la chaleur est transmise par conduction à l'intérieur de la particule. La présence de phases eutectiques permet de former le bain de fusion à des températures inférieures. De préférence, l'empilement comprend au moins une couche continue 15 recouvrant complètement le coeur 2 de la particule 1, la couche continue étant, de préférence, celle en contact avec la couche externe 3 (couche 4 sur les figures 1 à 4). Encore plus préférentiellement, toutes les couches de l'empilement sont continues de manière à recouvrir complètement le coeur 2 de la particule 1 ou la couche sous-jacente. Selon un premier mode de réalisation, la couche continue est en un 20 matériau moins réducteur que le matériau formant le coeur 2 de la particule 1. De préférence, le matériau est choisi parmi le cuivre, le plomb, l'étain, le nickel, le cadmium, le zirconium, le chrome et le zinc. De préférence, il s'agit du cuivre qui présente un faible pouvoir réducteur tout en étant bon marché. Selon une variante, la couche 4, 5, 6 continue est en un matériau ayant 25 une réflectivité inférieure à celle du matériau du coeur 2 de la particule 1. Il s'agit par exemple de nickel. Selon un mode de réalisation, la couche externe 3 et la couche 4 de l'empilement qui est en contact avec la couche externe 3 peuvent être en cuivre. La couche 4 est de préférence continue. L'empilement peut comprendre uniquement la 30 couche 4, comme représenté sur la figure 2. 3066705 12 Selon une variante, représentée sur la figure 3, l'empilement peut comprendre d'autres couches 5, 6, de préférence continue, en plus de la couche 4. A titre illustratif, l'empilement peut comprendre depuis le coeur 2 vers la couche externe 3 : une couche 6 en manganèse et une couche 5 en magnésium. L'empilement peut comprendre, 5 en plus de la couche 4, une seule autre couche 5, par exemple en magnésium. L'empilement de couches a, de préférence, une épaisseur inférieure à 5um et de préférence inférieure à 1u.m. L'empilement de couches et la couche externe 3 ont de préférence une épaisseur totale inférieure à 1u.m. Dans le cas d'un coeur en aluminium ou en alliage d'aluminium, la 10 particule 1 (coeur + empilement + couche externe) comprend au moins 50% massique d'aluminium. De préférence, la particule 1 (coeur + couche externe + éventuellement empilement) est sphérique. Elle présente un diamètre allant de 1um à 150u.m. De telles particules 1 peuvent être élaborées par toute technique 15 adaptée et choisie par l'homme du métier. Par exemple, le coeur 2 de la particule peut être réalisé par atomisation. Dans le domaine des revêtements de poudre, il existe de nombreuses techniques permettant de déposer une ou plusieurs couches de matériaux à la surface de particules, par exemple, par voie sèche, par voie humide, ou encore par action 20 mécanique. Les techniques par voie sèche et par voie humide consistent à mettre les particules en suspension, de manière à ce que leur surface soit accessible aux traitements. Cette mise en suspension est réalisée, soit par la dispersion des particules dans un liquide pour les méthodes par voie humide, soit par l'utilisation d'un flux gazeux 25 comme agent fluidisant pour les méthodes par voie sèche. A titre d'exemple d'un dépôt en voie sèche, il est possible de déposer du silicium sur les particules par dépôt CVD en lit fluidisé (ou FB-CVD pour « Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition ») à partir de silane qui sera décomposé en dihydrogène et en silicium. 3066705 13 Les particules peuvent également être fonctionnalisées par une couche d'intérêt par dépôt physique en phase vapeur (ou PVD pour « Physical Vapor Deposition »). Les dépôts par voie humides englobent les techniques chimiques ou 5 électrochimiques. Les méthodes les plus courantes sont les électrolyses, les bains chimiques (déplacement, réduction) et les conversions. Il est également possible de réaliser le dépôt par précipitation en phase hétérogène, ou encore l'imprégnation et la décomposition d'organométalliques en phase solvatée. 10 La figure 5 représente une particule ainsi élaborée. Le coeur est en alliage d'aluminium AlSi12 et la couche externe, non continue, est formée de nanoparticules de cuivre. Le diamètre des particules est d'environ 30u.m. Le diamètre des nanoparticules à la surface des particules est d'environ 200nm à 300nm. Les nanoparticules ont été réalisées par dépôt chimique (réduction, oxydo-réduction). 15 Le procédé de fabrication de pièces métalliques, par impression 3D, à partir d'une poudre de particules, telles que précédemment définies, va maintenant être décrit. Le procédé met au moins en jeu une étape dans laquelle les particules sont fondues. Concrètement, un substrat est recouvert, successivement, par plusieurs couches localement fondues puis solidifiées jusqu'à obtenir la forme finale de la pièce désirée. 20 Selon un premier mode de réalisation, le procédé comprend les étapes successives suivantes : al) Fourniture d'une poudre comprenant des particules 1 telles que définies précédemment, bl) Formation d'une couche de particules 1 (aussi appelée lit de 25 poudre) sur un substrat, cl) Fusion localisée du lit de poudre de manière à former une première zone fondue, et solidification de la première zone fondue de particules 1 de manière à former une première zone solidifiée. L'étape de fusion permet de faire fondre localement les particules 1 et 30 de créer des motifs fondus dans le lit de poudre. Une ou plusieurs zones de particules 3066705 14 fondues peuvent être réalisées pour former le motif désiré. Avantageusement, les particules formant le motif fondent complètement de manière à conduire, lors de la solidification, à une ou plusieurs zones solidifiées soit en cuivre soit en un alliage dont tous les éléments sont répartis de manière homogène. 5 Les étapes bl) et cl) peuvent être répétées au moins une fois de manière à former au moins une autre zone solidifiée sur la première zone solidifiée. Le substrat (aussi appelé plateau) peut descendre verticalement (selon un axe Z perpendiculaire au lit de poudre). Au début du procédé, la poudre est étalée sur le plateau et une première zone solidifiée est réalisée. Pour la formation du motif en 3D, 10 on étale ensuite la poudre, à chaque fois, sur la zone solidifiée précédente. Avantageusement, la fusion des particules 1 est réalisée par un faisceau laser ou un faisceau d'électrons qui balaie localement la surface de chaque couche de poudre pour la faire fondre, selon un motif particulier. Après le passage du faisceau, la couche se solidifie. Une nouvelle couche de particules est, de nouveau, déposée sur la 15 couche précédemment solidifiée, elle est ensuite, de manière identique, fondue puis solidifiée. Le procédé se répète jusqu'à obtenir la forme finale de la pièce. Les poudres non solidifiées sont ensuite évacuées et la pièce finale est détachée du substrat. Les techniques utilisées peuvent être la fusion par faisceau d'électrons (EBM), ou par fusion par laser (SLM). 20 De préférence la fusion par laser est utilisée. Le diamètre des particules 1 de la poudre va de liim à 501.J.m. De préférence, la poudre est monodisperse. Les caractéristiques d'une poudre, dont le diamètre moyen des particules est de 301.1m, sont par exemple, d50=301.1m, c10=10p.m et d90=501.1m. Le diamètre des particules peut être mesuré avec un granulomètre laser. 25 Les machines liées au procédé SLM comprennent généralement un système d'alimentation en poudre (« powder delivery system »), un dispositif d'étalement et d'homogénéisation de la surface de la poudre (« Roller » ou « Blade »), une source laser infrarouge (par exemple à une longueur d'onde de 1060nm environ), un scanner pour diriger le faisceau, une zone de fabrication. L'ensemble est confiné dans une 3066705 15 enceinte thermiquement isolante, pour contrôler l'atmosphère, mais aussi pour éviter la dissémination des poudres. Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend les étapes successives suivantes : 5 a2) Fourniture d'une poudre comprenant des particules 1 telles que définies précédemment, b2) Projection de la poudre sur un substrat, la poudre passant à travers un faisceau laser avant d'atteindre le substrat, de manière à la faire fondre, c2) Solidification de la poudre fondue sur le substrat de manière à créer 10 une première zone solidifiée. De préférence, les étapes b2) et c2) sont répétées au moins une fois de manière à former au moins une autre zone solidifiée sur la première zone solidifiée. Lorsque la poudre est projetée, par exemple via une buse, en direction du substrat, elle passe à travers un faisceau laser qui la fait fondre. Elle continue ensuite 15 son chemin sous forme fondue jusqu'à atteindre le substrat. La poudre est projetée localement sur le substrat de manière à former le motif désiré. Cette technique est une technique d'impression 3D par pulvérisation de matière (ou FDM pour « Fused Deposition Modeling »). De préférence, le diamètre des particules de la poudre va de 50um à 150um. De préférence, la poudre est monodisperse. 20 La pièce obtenue, selon l'un des procédés, peut être soumise à une étape de recuit (traitement thermique) pour réduire les contraintes internes et uniformiser les propriétés du matériau. Avec les modes de réalisation du procédé de l'invention, le rendement thermique de conversion est amélioré. Il n'est pas nécessaire d'avoir une forte puissance 25 de laser et/ou de nombreux faisceaux pour pouvoir générer un bain de fusion. Les coûts d'élaboration sont réduits et le rendement du procédé est amélioré. On observe également une baisse des défauts matière (notamment le phénomène de sphéroïdisation et de projection d'une partie de la poudre fondue sous l'effet des tensions superficielles observées quand la puissance laser est trop importante, ce phénomène est aussi appelé 30 « balling »). 3066705 16 Le procédé peut être utilisé pour former du cuivre pur ou des alliages du type Al 2xxx, Al 6xxx ou Al 7xxx, qui sont intéressants dans le domaine de l'aéronautique. Le procédé pourrait également être utilisé pour réaliser des matériaux composites à matrice métallique (par exemple à matrice de titane) ou encore pour 5 réaliser des pièces en alliages ferreux, en alliages à base de titane, de cobalt-chrome, de nickel... Un tel procédé répond aux besoins industriels en augmentant les rendements, la qualité des pièces et le nombre d'alliages disponibles. EXEMPLES ILLUSTRATIFS ET NON LIMITATIFS DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION 10 Dans les différents exemples, les pièces ont été mises en forme par SLM. L'épaisseur des lits de poudre déposés va de quelques micromètres à quelques centaines de micromètres, par exemple de 10um à 100u.m. Le lit de poudre est balayé localement par un faisceau laser se déplaçant à une vitesse de 100 à 1000cm/s. Le diamètre du spot du laser est de 70u.m. La puissance du laser va de 300W à 400W. 15 Formation d'un alliage AlSi10Mg0.2 à partir d'un coeur de particule en AlSi7Mg0.2 : Dans ce premier exemple, un alliage de AlSi10Mg0.2 est élaboré. Pour cela des particules de 50um de diamètre sont recouvertes par une couche continue de silicium et par une couche externe nanostructurée de nanotubes de carbone. La couche 20 continue et la couche externe nanostructurée ont une épaisseur globale de 500nm. Le revêtement de silicium représente 3% massique de la masse de la particule finale. Une pièce est réalisée par SLM à partir de ces particules. L'alliage de la pièce finale est AlSi10Mg0.2. 25 Formation d'un alliage d'aluminium 2024 à partir d'un coeur de particule en aluminium : Dans cet exemple, on décide de former un alliage d'aluminium 2024. Les particules de l'invention sont élaborées à partir de particules d'aluminium pur. Les particules d'aluminium ont un diamètre de 20u.m. Elles ont une réflectivité à 1064nm de 35%. Le coeur en aluminium est recouvert successivement par : 3066705 17 - une couche continue de manganèse d'une épaisseur de 12nm, le pourcentage massique de manganèse allant de 0,3% à 0,9% par rapport à la masse finale d'aluminium 2024 initial, - une couche continue de magnésium d'une épaisseur de 97nm, le 5 pourcentage massique de magnésium allant de 1% à 1,8% par rapport à la masse du coeur en aluminium 2024, - une couche continue de cuivre d'une épaisseur de 25nm, - une couche de nanoparticules de cuivre d'une épaisseur de 25nm. La figure 6 représente la variation du pourcentage massique de cuivre 10 en fonction du taux de charge et de l'épaisseur du dépôt. Le taux de charge est la proportion de matériau par rapport à l'air (i.e. ça représente l'inverse de la « porosité » du dépôt). Par exemple, un taux de charge de 1 correspond à une couche dense de cuivre. Les particules finales obtenues ont un gain d'absorption de 10% à 20% par rapport au coeur d'aluminium. Une fois fondues, les particules forment un alliage 15 A12024. Formation d'un alliage d'aluminium 6061 à partir d'un coeur de particule en aluminium 6060 : Dans cet exemple, on souhaite former un alliage d'aluminium 6061 à 20 partir d'un coeur de particules en aluminium 6060. La figure 7 met en évidence les écarts de composition entre les alliages A16061 et A16060. Ceci met en évidence que si l'on rajoute du cuivre et du magnésium à l'alliage A16060, on peut obtenir l'alliage A16061. Le coeur de particules en A16060 est donc successivement recouvert par une couche continue de magnésium puis par une couche continue de cuivre et finalement par une 25 couche de nanoparticules de cuivre ayant un diamètre allant de 40 à 70nm. Formation d'un alliage d'aluminium 2024 à partir d'un coeur de particule en aluminium 2117 : Pour former un alliage d'aluminium 2024, on part d'un coeur de 30 particules en aluminium 2117. A partir de la composition des différents alliages, on 3066705 18 observe qu'en rajoutant du manganèse, du cuivre et du magnésium à l'alliage A12117, on peut obtenir l'alliage A12024 (figure 8). On recouvre donc un coeur de particules en A12117 successivement par : - une couche continue de manganèse, de 10nm d'épaisseur, ce qui 5 représente un ajout de 0,7% par rapport à la masse de matériau final, - une couche continue de magnésium, de 74nm d'épaisseur, ce qui représente un ajout de 1,3% par rapport à la masse de matériau final, - une couche continue de cuivre, de 10nm d'épaisseur, - une couche de nanoparticules de cuivre ayant un diamètre d'environ 10 20nm. Les particules finales obtenues ont un gain d'absorption de 10% à 20% par rapport au coeur d'aluminium 2117. 15 REVENDICATIONS1. Particule (1) comprenant un coeur (2), en cuivre, en alliage de cuivre, en aluminium ou en alliage d'aluminium, recouvert par une couche externe (3), la couche externe (3) étant formée de nanoparticules métalliques ou de nanotubes de carbone. 2. Particule selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les nanoparticules sont en cuivre. 3. Particule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les nanoparticules ont un diamètre allant de 1nm à 500nm, et de préférence de 100nm à 300nm. 4. Particule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le coeur de la particule a un diamètre allant de 1um à 150um. 5. Particule selon l'une des revendications précédente, caractérisée en ce qu'un empilement d'une ou plusieurs couches métalliques (4, 5, 6) est disposé entre la couche externe (3) et le coeur (2). 6. Particule selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la ou les couches métalliques (4, 5, 6) ont chacune une épaisseur allant de de 1nm à 500nm, de préférence de 5nm à 300nm, et encore plus préférentiellement de 10nm à 100nm. 7. Particule selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que la ou les couches métalliques (4, 5, 6) sont chacune en un métal choisi, indépendamment, parmi l'or, le platine, l'argent, le manganèse, le magnésium, le zirconium, le zinc, le silicium, le nickel ou le cuivre. 3066705 20 8. Particule selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que l'empilement comprend au moins une couche continue recouvrant complètement le coeur (2) de la particule (1), la couche continue étant, de préférence, celle en contact avec 5 la couche externe (3). 9. Particule selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche continue est en un matériau moins réducteur que le matériau du coeur (2) de la particule (1). 10 10. Particule selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche continue est en un matériau ayant une réflectivité inférieure à celle du matériau du coeur (2) de la particule (1). 15 11. Particule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la particule (1) est sphérique et en ce qu'elle a un diamètre allant de liim à 1501.1m. 12. Procédé de fabrication d'une pièce métallique par impression 3D 20 comprenant au moins les étapes successives suivantes : al) Fourniture d'une poudre comprenant des particules (1) telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 11, bl) Formation d'un lit de particules (1) sur un substrat, cl) Fusion localisée du lit de poudre de manière à former une 25 première zone fondue, et solidification de la première zone fondue de particules (1) de manière à former une première zone solidifiée. 13. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les étapes bl) et cl) sont répétées au moins une fois de manière à former au moins une 30 autre zone solidifiée sur la première zone solidifiée. 3066705 21 14. Procédé selon l'une des revendications 12 à 13, caractérisé en ce que la fusion de la couche de particules (1) est réalisée par fusion laser sélective. 5 15. Procédé de fabrication d'une pièce métallique par impression 3D comprenant au moins les étapes successives suivantes : a2) Fourniture d'une poudre comprenant des particules (1) telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 11, b2) Projection de la poudre sur un substrat, la poudre passant à 10 travers un faisceau laser avant d'atteindre le substrat, de manière à la faire fondre, c2) Solidification de la poudre fondue sur le substrat de manière à créer une première zone solidifiée. 16. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 15 les étapes b2) et c2) sont répétées au moins une fois de manière à former au moins une autre zone solidifiée sur la première zone solidifiée. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que le coeur (2) des particules (1) est en aluminium, le coeur (2) étant 20 recouvert par un empilement comprenant une couche (6) en manganèse, une couche (5) en magnésium et une couche (4) en cuivre, et par une couche externe (3) en nanoparticules cuivre, et en ce que la couche solidifiée est un alliage d'aluminium 2024. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, 25 caractérisé en ce que le coeur (2) des particules (1) est en aluminium 6060, le coeur (2) étant recouvert par un empilement comprenant une couche (5) en magnésium et une couche (4) en cuivre, et par une couche externe (3) en nanoparticules de cuivre et en ce que la couche solidifiée est un alliage d'aluminium 6061. 30 3066705 22 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que le coeur (2) des particules (1) est en aluminium 2117, le coeur (2) étant recouvert par un empilement comprenant une couche (6) en manganèse, une 5 couche (5) en magnésium et une couche (4) en cuivre, et par une couche externe (3) en nanoparticules cuivre, et en ce que la couche solidifiée est un alliage d'aluminium 2024.