Vous êtes convaincu que la fabrication additive métallique (impression 3D métal) est un procédé de fabrication de pièces mécaniques pouvant répondre à votre besoin. Malgré tout, vous vous heurtez à de nombreuses difficultés car la fabrication additive n’a jamais été appliquée à votre cas d’utilisation :

• La rentabilité du développement de votre produit ne vous semble pas garantie car les coûts de machine et de matière première restent élevés,
• La capabilité du procédé de fabrication est difficile à assurer, ce qui se traduit par des problèmes de géométrie, de dimensionnel et de santé matière, ces problèmes étant dus à :
  • Un manque de connaissance des phénomènes physiques mis en jeu au cours du processus de fabrication,
  • La non prise en compte de ces phénomènes physiques et de leurs impacts sur la qualité des pièces fabriquées, dans les processus de conception et de choix de gamme de fabrication,
• Vous avez une connaissance imparfaite du potentiel de la technologie à votre portée en fonction du procédé considéré (Selective Laser Sintering – SLS, Selective Laser Melting – SLM, Electron Beam Melting – EBM, Direct Metal Deposition – DMD, Direct Additive Laser Manufacturing – CLAD®…) :
  • Quelles métallurgies, quelles tailles de pièces et quels degrés de liberté de conception sont accessibles  ?
  • Quels sont les étapes de post-traitement nécessaires pour parachever votre pièce ?
  • Quelles cadences de fabrication sont atteignables et à quel coût ?

Crédit photo : Spartacus3D

La fabrication additive métallique est un procédé de fabrication jeune et très technologique. C'est pourquoi, imprimer en 3D des alliages métalliques pose de nombreuses questions quant à :

• L'étendue des nuances d'alliages métalliques disponibles sur le marché ou potentiellement "imprimables" (peut-on imprimer de l'acier 310S ou du carbure de tungstène ?),
• L'adéquation des poudres métalliques existantes au process (la plupart des alliages disponibles sont des alliages de fonderie qui ont une excellente coulabilité, ce qui n'implique pas une bonne "imprimabilité"),
• La disponibilité et la pertinence d'outils numérique permettant de limiter le temps et les coûts de développement (peut-on dimensionner une structure lattice complexe avec un temps de calcul raisonnable ?),
• Le contrôle en production des pièces produites (peut-on détecter des défauts dans la matière, par nature très petits, avec la radiographie X ? l'utilisation systématique d'un tomographe est-elle raisonnable ? le ressuage est-il fiable ?),
• La performance technico-économique des produits fabriqués (coût de fabrication, performances fonctionnelles à neuf et après vieillissement...),
• Le potentiel industriel (capabilité, cadences atteignables, tailles de pièces admissibles, montant des investissements...) de la technologie.

CTIF mène des actions de R&D et d'innovation avec des partenaires industriels pour apporter des réponses pragmatiques et opérationnelles à ces questions. Les solutions et technologies que nous développons peuvent faire l'objet d'un transfert industriel selon une méthodologie éprouvée :

• Étape 1 : conditions d’intégration de la technologie :
  • Analyse de la pertinence de la technologie dans votre domaine d'application et au sein de votre outil industriel,
  • Étude de faisabilité technique et industrielle,
  • Évaluation de l'impact et des gains potentiels sur votre outil de production,
• Étape 2 : développement du transfert de la technologie :
  • Conception détaillée de l'adaptation de la technologie à votre outil industriel,
  • Validation de cette conception par simulation et expérimentation sur moyens d'essais,
  • Bilan technico-économique avant investissements et essais pilotes (risques, coûts d'adaptation, retour sur investissement...),
  • Assistance à la rédaction des cahiers des charges et au choix des équipements (machines, fours de traitement thermique, équipements de parachèvement, de contrôle et de nettoyage, équipements HSE...),
• Étape 3 : essais sur pilote et mise au point :
  • Intégration sous forme d’unité pilote de la technologie au sein de votre outil industriel,
  • Mise au point sur site,
  • Détermination de la configuration la plus fiable et la plus compétitive,

• Étape 4 : transfert industriel :
  • Accompagnement à la mise en œuvre industrielle (flux, HSE, chaîne numérique, contrôles de production, approvisionnement des poudres, maintenance et réparation...),
  • Fiabilisation du process,
  • Caractérisation de la performance en conditions stabilisées,
  • Conduite du changement et transfert de compétences (plan de formation et knowledge management),
  • Retour d'expérience.

La fabrication additive métallique introduit des problématiques de maîtrise des dimensions, de la santé matière et des contraintes résiduelles internes à la pièce mécanique qui sont très similaires à celles rencontrées en fonderie. Ce sont des problématiques on ne rencontre pas dans les mêmes proportions dans les autres procédés de mise en forme des métaux. Suite à ses nombreuses années d'expérience en fonderie et en métallurgie (R&D, innovation et conseil opérationnel), CTIF a acquis un savoir-faire unique pour vous soutenir au mieux grâce :

• Notre connaissance et notre maîtrise des phénomènes métallurgiques de la fabrication additive,
• Nos années d'expérience en simulation numérique de phénomènes physiques très similaires,
• Nos équipements de laboratoire et de contrôle de production spécialisés en métallurgie,
• Nos méthodes de R&T, couvertes par une parfaite confidentialité et conjuguant expertise et approche industrielle,
• Le doublement du Crédit Impôt Recherche,
• Nos partenaires industriels qui nous mettent à disposition leurs équipements de production et leur personnel le plus qualifié.

Matières disponibles :

• Acier maraging,
• Aciers inoxydables 316L, 15-5PH, 17-4PH,
• Aliages d'aluminium AlSi10Mg, AlSi12, AlSi7Mg, AlSi9Cu3,
• Superalliages à base de nickel Inconel 718, Inconel 625, Inconel 939, Hastelloy X,
• Superalliages à base de chrome-cobalt,
• Alliages de titane Ti6Al4V (TA6V), Ti6Al7Nb.

Machines disponibles :

• Fusion par laser de lit de poudre :
  • EOS M280 (1 faisceau laser de 400 W, volume de fabrication : 250 x 250 x 325 mm) équipée du système de contrôle de production PrintRite3D® de Sigma Labs,
  • EOS M290 (1 faisceau laser de 400 W, volume de fabrication : 250 x 250 x 325 mm),
  • SLM 280HL (2 faisceaux laser de 400 W, volume de fabrication : 280 x 280 x 365 mm),
• Fusion par faisceau d'électrons de lit de poudre :
  • Arcam A1 (1 faisceau d'électrons de 3000 W, volume de fabrication : 200 x 200 x 180 mm),
  • Arcam Q20 (1 faisceau d'électrons de 3000 W, volume de fabrication : Ø350 x 380 mm),
• Projection de poudre fusionnée par laser :
  • Buse laser continu Nd-YAG 12 kW sur bras robot 6 axes.

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