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Fabrication additive & impression 3D

News International-French

22 May 2014

A la fin du 20ème siècle l'idée d'imprimer des objets a d'abord été utilisée pour le prototypage rapide et la production de maquettes à partir de matériaux légers comme des plastiques. Ces nouvelles techniques de fabrication additives se sont développées si bien et si rapidement qu’elles s’annoncent aujourd’hui comme l’un des piliers d’une nouvelle révolution industrielle mondiale, la 3ème du nom.

Dans la pratique, La fabrication additive est un ensemble de procédés permettant de fabriquer, couche par couche, par ajout de matière en fusion, un objet physique à partir d’une copie numérique. Cette technologie consiste donc à fabriquer un objet de toute pièce à partir de poudre de matériaux, qu’elle soit plastique, métallique ou composite, mise en fusion par un faisceau laser ou un faisceau d’électrons couplé à un modèle de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) en 3 dimensions de la pièce à produire. La trajectoire du faisceau, pilotée par la commande numérique de la machine, permet de construire la pièce par addition de couches successives.

Aujourd’hui de nombreuses technologies de fabrication additive existent pour réaliser des pièces polymères et métalliques. Les trois technologies principales se nomment : le FDM (Fuse Deposition Modeling : modelage par dépôt de matière en fusion), la SLA (Stéréolithographie = une lumière UV solidifie une couche de plastique liquide) et le frittage sélectif par laser (un laser agglomère une couche de poudre plastique, composite ou métallique. Dans le secteur aéronautique et spatial se sont les technologies de fusion laser et fusion par faisceau d’électrons qui sont principalement utilisées. Les applications vont aujourd’hui de l'industrie – automobile, aéronautique, spatial, aux biens de consommation courante, etc.-, et à la visualisation de projets, de vérification d'ergonomie pour l'architecture ou les études de design.

Au sein de la filière Normandie AeroEspace, la fabrication additive est depuis plusieurs années une réalité industrielle pour plusieurs entreprises qui développent ensemble de nouvelles compétences et techniques innovantes en la matière appliquées au secteur aéronautique et spatial.

Au premier rang de ces entreprises, MB Proto, précurseur de la fabrication additive en France et en Europe, qui développe aujourd’hui des projets d’envergure avec Snecma (Safran) à Vernon, auteur des moteurs de la fusée Ariane, ou encore Aircelle (Safran) près du Havre, au second rang mondial des nacelles de moteurs d'avions. MB Proto, PME normande, est spécialiste de la fabrication additive depuis 1993 et fut notamment la première entreprise de service en Europe à s’être équipée de la technologie de fabrication directe de pièces métalliques bonne matière (inox, base Inconel, aluminium, titane…) par micro-fusion laser couche par couche.

Ces procédés permettent également des innovations considérables en termes de design, avec des formes très complexes aux géométries jusqu’à présent impossibles à réaliser à partir des procédés conventionnels (fonderie, forge, usinage) et pourtant réalisées d’un seul tenant, sans besoin d’assemblage et avec la possibilité d’apporter des renforts de matière sur les lignes les plus fragiles ou les plus sollicitées.

Grâce à ses 15 moyens de fabrication additive, à ses centres d’usinage 5 axes, à ses logiciels CAO et CFAO et aux savoir-faire de ses équipes de parachèvement et de finition, MB Proto accompagne efficacement les projets des plus grands groupes, du développement à la production série.

Un exemple, ce nouveau design qui diminue de 85% le poids d'un manifold en s'appuyant sur la maîtrise de la co-conception et les technologies appréhendées par MB Proto.

Dans le secteur aéronautique ou spatial, la tolérance pour la rugosité de surface des pièces est limitée à 3,2 microns et les procédés actuels en fabrication additive ne permettent d’atteindre que des rugosités comprises entre 5 et 15 microns. Dans ce cas une production en technique hybride avec un post-traitement est encore nécessaire.

Chez Safran, la fabrication additive est une réalité : des pièces de plusieurs moteurs de Snecma, notamment du Silvercrest qui propulsera le Falcon 5X de Dassault, ou des composants du moteur spatial Vinci (Ariane 6) réalisés sur le site de Snecma à Vernon en Normandie ont bénéficié de cette technologie. Si cette technique existe déjà depuis plusieurs années, ce n’est que très récemment que ce procédé est devenu suffisamment performant pour produire des pièces métalliques dont les propriétés mécaniques sont proches – sinon supérieurs – à celles obtenues par forgeage. Acteur de premier plan de la propulsion aéronautique et spatiale, Safran est aujourd’hui en pole position dans l’introduction de cette technique pour la production de ses moteurs.

Le passage actuel en industrialisation nécessite cependant de certifier ces technologies en tant que «procédés spéciaux» pour répondre aux exigences de l’ISO EN 9100, ce qui nécessite encore du temps mais le processus est en marche et le champ des possibilités à explorer et à développer est grand ouvert.

Plus d'informations: www.nae.fr