FormUp 350 : le système de fabrication additive métallique d’AddUp sur lequel ont été menés les essais de fatigue
Bien entendu, les nombreux avantages offerts par l’impression 3D ne suffisent pas à la hisser au niveau industriel auquel elle prétend. Elle doit pouvoir aussi répondre aux exigences strictes de l’industrie, notamment sur le plan de la résistance mécanique. Si l’on en croît une récente étude consacrée à ce sujet, AddUp, notre champion français des systèmes de fabrication additive métallique, a de sérieux atouts à faire valoir dans ce domaine.
La joint-venture de Fives et Michelin s’est classée en première position parmi les participants à une étude sur la fatigue à haut cycle (HCF). Réalisée dans le cadre d’un contrat de 1,5 million de dollars initié par l’United States Air Force (USAF) et le programme Small Business Innovation Research (SBIR), cette étude a mis en évidence le potentiel des technologies de fusion laser sur lit de poudre (PBF-LB) et de finition de surface pour produire des composants en IN-718 (un alliage de nickel) pour des systèmes d’armement existants.
Les protagonistes de cette étude menée par REM Surface Engineering (REM), un fournisseur mondial de solutions d’ingénierie de surface pour la NASA ou le ministère de la Défense et les industries commerciales, se sont en fait concentrés sur l’impact que pouvaient avoir les différentes combinaisons de paramètres de traitement thermique et d’impression, en lien avec l’utilisation de la technologie de finition de surface REM. L’objectif était d’évaluer comment chaque combinaison influençait les propriétés mécaniques d’un composant, notamment sa résistance à la traction et sa durée de vie en fatigue.
« Cette étude en aveugle, à laquelle ont participé quatre grands OEM/bureaux de services de fabrication additive de métaux, comprenait une variété de conditions d’essai critiques pour déterminer la performance en fatigue des composants AM. » Précise AddUp avant de poursuivre : « Ces conditions comprenaient le pressage isostatique à chaud (HIP) et les traitements sans HIP, les stratégies de fusion avec ou sans contour, et l’impression angulaire à plusieurs angles, y compris 0, 45 et 90 degrés. »
« Les résultats de ce programme de recherche sont d’une grande valeur pour le ministère de la Défense et l’industrie additive dans son ensemble. »
Données de fatigue HCF pour diverses conditions d’essai
Pour mesurer la résistance à la fatigue, laquelle joue un rôle essentiel dans la fiabilité et la longévité des composants, on apprend que les essais ont plus exactement été menés sur sa FormUp 350 d’AddUp. Un système dont on rappelle qu’il bénéficie également d’AdditiveLab, un logiciel de simulation intégré il y a quelques mois par le constructeur français, qui permet de prévenir les erreurs d’impression. Le constructeur français a particulièrement surpassé ses concurrents lorsque les pièces imprimées ont été traitées à l’aide de la technologie de finition de surface Extreme ISF® de REM.
Si vous ne connaissez pas ce procédé dont l’acronyme signifie « Isotropic Superfinishing », il s’agit d’une technologie de finition de surface qui utilise des processus chimiques et mécaniques pour éliminer les micro-aspérités des surfaces métalliques. Il en résulte une surface ultra-lisse et isotrope, ce qui permet d’améliorer les performances des composants en réduisant les frottements, l’usure et la fatigue.
La poudre métallique d’Inconel (IN718) utilisée pour cette étude, est un alliage à base de nickel et de chrome, reconnu pour sa solidité remarquable, sa résistance exceptionnelle à la chaleur jusqu’à 700°C, ainsi que sa haute tolérance à l’oxydation et à la corrosion. Sa capacité à supporter des contraintes mécaniques intenses et des environnements extrêmes, en fait un matériau de choix pour les prototypes fonctionnels et les pièces de haute performance, notamment dans les secteurs de l’automobile et de l’aérospatiale.
« Les résultats de cette étude soulignent comment des paramètres d’AM finement ajustés, combinés à des technologies de finition avancées, peuvent réduire les temps d’arrêt et les coûts des composants, garantissant ainsi que les opérations critiques se poursuivent avec des performances accrues. » commente AddUp avant que Dr Agustin Diaz, responsable de la fabrication avancée et de l’innovation chez REM Surface Engineering ne conclut : « Les résultats de ce programme de recherche sont d’une grande valeur pour le ministère de la Défense et l’industrie additive dans son ensemble.”
L’étude de fatigue montre que la combinaison de la technologie PBF-LB d’AddUp avec le processus de finition de surface de REM a généré la plus grande résistance à la fatigue, fournissant des données précieuses pour les applications potentielles des composants aérospatiaux et de défense.”
