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Ajout de fonctions sur pièces de fonderie par Laser Cladding

Le triptyque coût-allégement-performance fonctionnelle est aujourd’hui le fer de lance de tout nouveau développement de produit. Les techniques de fabrication additive métallique (par fusion sélective sur lit de poudre, par projection de poudre ou déport de fils) permettent de repousser les limites de conception et de fabrication des pièces et éléments d’outillages.

Le secteur de la fonderie trouve avec ces technologies des complémentarités à forte valeur ajoutée, à la fois dans les applications outillage ainsi que dans la perspective d’ajouts de fonctions sur les pièces de fonderie. Les technologies hybrides « ALM / process traditionnel » prennent alors tout leur sens.

Dans ce cadre, CTIF mène un projet en partenariat avec Platinium 3D sur l’évaluation des performances de l’ALM appliquée à des ajouts de fonctions sur pièces de fonderie.

Le projet vise à caractériser l’ajout d’acier H13 fusionné et imprimé couche par couche en 3D sur un substrat fonte (GS400-15) par le procédé de laser CLADDING (technologie Trumpf). A travers ce projet, CTIF souhaite démontrer la possibilité et l’intérêt que peut avoir la technologie DED (Directe Energie Déposition) pour la fonderie et la forge.

Plusieurs échantillons, en fonte ont été coulés, comportant divers états de surface et des essais expérimentaux avec plusieurs stratégies de dépôt de métal ont été conduits.

Sur certains échantillons on observe une bonne qualité de la fusion à l’interface entre le matériau d’apport et la fonte (taux de dilution, ZAT), toutefois, cette interface est principalement perturbée par des défauts de type fissures, porosités ou turbulences sur les première couches.

Des analyses métallographiques plus fines de ces interfaces et une compréhension des phénomènes métallurgiques induits ont permis de dégager des voies d’améliorations dans la mise en œuvre des paramètres de fabrication de la machine de DED afin d’obtenir une liaison métallurgique acier H13/ fonte GS 400-15 sans défauts.

Le projet a pour objectif de la caractériser les propriétés de l’interface à travers des essais mécaniques en statique sur éprouvettes bi-matériaux, puis le développement d’un démonstrateur industriel qui doit garantir l’intégrité de la solution hybride.

Micrographie de l’interface entre le matériau d’apport acier H13 et la fonte

Pour plus d’informations sur ce projet, vous pouvez contacter : Camille Ollivier