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3D Systems va développer des alliages de cuivre résistants à la corrosion pour des applications maritimes

l'impression 3D pour lutter contre la corrosion dans l'industriel navale

3D Systems ne cesse de truster l’actualité ces jours-ci. Après avoir officialisé son arrivée sur l’impression 3D FFF, la société vient d’annoncer sa participation à un projet de recherche particulièrement excitant, qui vise à améliorer la résistance à la corrosion des pièces exposées à l’eau salée. Mené avec la division Newport News Shipbuilding de Huntington Ingalls Industries, une entreprise américaine spécialisée dans la construction navale militaire, ce projet à pour objectif de développer des alliages Cuivre-Nickel (CuNi) et Nickel-Cuivre (NiCu) pour les systèmes FA à fusion laser sur lit de poudre.

Les perspectives sont d’autant plus passionnantes que l’impact estimé de la corrosion sur le coût et la disponibilité des équipements de défense maritimes est exorbitant. Selon 3D Systems, en 2018, la corrosion aurait coûté à l’US Navy plus de 8,5 milliards de dollars cette année là. D’autres secteurs se retrouve confrontés aux problèmes de corrosion externe liés au sel et à l’eau de mer. L’industrie du pétrole notamment, dont les plateformes de forage off-shore sont particulièrement touchés par ce phénomène. Total estimerait la lutte contre la corrosion entre 4 à 5 % du coût des opérations.

Bien que les pièces produites avec ces métaux possèdent une résistance et une ténacité élevées à diverses températures, elles doivent actuellement être produites en utilisant des méthodes de moulage traditionnelles. Cela nécessite des délais très longs – parfois supérieurs à 12 mois et plusieurs fournisseurs. Si ces alliages pouvaient être formulés pour être utilisés avec des technologies d’impression 3D métallique, les délais de certaines de ces pièces pourraient être beaucoup plus courts. C’est pourquoi 3D Systems et Newport s’emploient à identifier la composition optimale de l’alliage pour produire des composants de construction navale robustes.

« Nous sommes ravis de poursuivre notre partenariat avec 3D Systems sur ces alliages importants pour la construction navale »

chantier naval

En dépit de ses nombreuses qualités, de conductivité et légèreté, le cuivre, du fait de sa réflectivité, est un matériau difficilement compatible avec les procédés laser. Ce métal réfléchit si bien la lumière qu’il renvoie par la même occasion une grande partie de l’énergie nécessaire à la fusion. Ce qui explique pourquoi Desktop Metal et Markforged, qui exploitent des technologies à liage de poudre et le dépôt de fil, peuvent proposer des matériaux à base de cuivres purs. La présence de Nickel dans les alliages développés par 3D Systems (outre la très bonne résistance de ce métal à la corrosion), pourrait être un moyen de faire baisser la réflectivité du cuivre et augmenter la densité des pièces imprimées en 3D.

Idéals pour les applications marines du fait leur tenue à la corrosion, le CuNi et le NiCu, devraient permettre à Newport News Shipbuilding d’utiliser la fabrication additive pour ses pièces, et de réduire les délais jusqu’à 75% pour améliorer l’efficacité de la chaîne d’approvisionnement. Newport News Shipbuilding pourrait imprimer des pièces de rechange pour les pièces moulées, mais aussi des vannes, des boîtiers et des supports. « Nous sommes ravis de poursuivre notre partenariat avec 3D Systems sur ces alliages importants pour la construction navale », a déclaré Dave Bolcar, vice-président de l’ingénierie et de la conception pour Newport News Shipbuilding.

« Au cours des dernières années, nos entreprises ont collaboré pour soutenir la qualification des technologies de fabrication additive métallique afin de fabriquer des pièces pour les navires de guerre navals et ont mené la recherche et le développement d’un guide de conception des performances de corrosion pour l’impression directe du métal d’un alliage à base de nickel. Nous sommes impatients d’étendre ces efforts en développant des paramètres qui nous permettront d’étendre davantage l’utilisation de la fabrication additive dans nos plates-formes, afin d’améliorer à la fois la qualité des produits, le calendrier et les performances de la flotte. »

La fabrication additive intéresse particulièrement l’industrie navale, notamment pour sa capacité à fournir rapidement et à moindre coût des pièces de réparation. Selon le spécialiste de l’approvisionnement de pièces détachées pour le maritime ShipParts.com, la numérisation des processus d’approvisionnement permettrait de réduire de 80% le temps de traitement des commandes de pièces de rechange.

Alexandre Moussion