Des pièces détachées sur demande par fabrication additive

La Deutsche Bahn, société des chemins de fer d’Allemagne, et GEFERTEC, fournisseur de machines pour la fabrication additive métalliques (Berlin), ont publié les résultats d’un projet pilote utilisant la fabrication additive métallique pour la production sur demande de pièces détachées pour locomotives.
Au cours des dernières années, la Deutsche Bahn a étudié la possibilité de recourir à la fabrication additive à travers plus de 100 scénarios d’application différents. Un cas récent concernait un chapeau de palier d’essieu monté pour une locomotive type 294, modèle qui avait été mis en service dans les années 60 et 70. Le diamètre de la pièce d’origine est de 374 mm, sa hauteur de 78 mm et son poids de 11,5 kg. Si le chapeau manque, du lubrifiant peut s’échapper, entraînant des dommages sur le palier et pouvant même provoquer le déraillement de la locomotive. Le délai de livraison de cette pièce peut atteindre 9 mois ; pendant cette période, la locomotive est arrêtée, ce qui entraîne des coûts importants.
Dans le cadre d’une étude de faisabilité, la Deutsche Bahn a travaillé au développement d’une solution alternative avec la Rolf Lenk GmbH, entreprise allemande spécialiste de la fabrication additive. Rolf Lenk a fait l’acquisition d’un système Gefertec arc605 3DMP®, conçu pour la production de composants métalliques de grandes dimensions à vitesse élevée. D’après cette entreprise, il n’existe pas de fichiers de conception numérique lisibles par les systèmes de fabrication additive pour les pièces d’anciens véhicules ferroviaires, en général ; il faut donc avoir recours à l’ingénierie inverse.
Une fois le processus d’ingéniérie inverse achevé, les données doivent être préparées pour la machine GEFERTEC. Le logiciel de CFAO 3DMP® utilisé à cette fin génère des données CNC spéciales, à partir du modèle numérique de la pièce. La machine à arc construit ensuite la pièce en soudant du métal, une couche après l’autre.
« Installation comprise, la production sur la machine Gefertec ne prend que 8 heures, environ », explique Matthias Otte, directeur de projet chez Rolf Lenk. Ensuite, le composant, dont le profil est presque final, doit encore être usiné ; de la conception initiale à la production en passant par l’ingénierie inverse, le projet a été achevé en deux mois au total. « Ce temps est uniquement nécessaire pour la production d’une première pièce. En fonction de la disponibilité de la machine, nous seront en mesure de produire ce composant en deux à trois semaines » a-t-il conclu.
D’après l’entreprise, le composant fini a été testé de manière approfondie par la Deutsche Bahn, ainsi que par le laboratoire des matériaux de l’Office fédéral des chemins de fer allemand. « En plus des analyses scientifiques habituelles concernant les matériaux, on a réalisé des essais par tomodensitométrie » a encore déclaré Mme Schlingmann. Les tests ont affiché des résultats positifs constants, confirmant ainsi la qualité élevée du chapeau de palier d’essieu monté fabriqué à l’aide du procédé 3DMP®. la pièce sera prête pour utilisation à l’issue de la procédure de certification.

Source : Soudage et Techniques Connexes, Octobre 2019, p. 26-27