05/05/20 [fabrication additive metallique] Ingénierie@Lyon développe la maîtrise d’une chaîne de valeur de la poudre aux post-traitement et la caractérisation fine des structures et du comportement

La fabrication additive englobe les procédés de fabrication de pièce par ajout de matière couche par couche et à partir d’un fichier numérique 3D, une technologie clé de l’industrie du futur. 

Les instituts Carnot se sont structurés autour de cette évolution majeure et offrent aux industriels de nombreuses recherches innovantes. Regroupés sous l’action Carnot Manufacturing pour la filière des industries du futur , ils publient en particulier la première cartographie des acteurs français de la R&D dans le domaine et sont au cœur de cette coordination.

Citons la chaîne de valeur inédite d’Ingénierie@Lyon : de la poudre aux post-traitement et la caractérisation fine des structures et du comportement, dans le domaine de la fabrication additive métallique :

Toute la chaîne de valeur de la fabrication additive métallique doit être fiabilisée et optimisée, afin d’atteindre les standards industriels d’une production automatisée. La complémentarité des acteurs Carnot Ingénierie@Lyon, en étroite collaboration avec le consortium initiative3D et soutenue par la région AURA, est un atout majeur pour lever les verrous actuels. 

La fiabilisation du process passe par de nouvelles règles de conception, le design et l’élaboration d’alliages et de poudres adaptés au procédé, leur recyclage, l’optimisation des procédés eux-mêmes dont plusieurs technologies sont présentes au sein de l’institut. Cette optimisation passe par le développement de simulations multi-physiques ou encore d’un monitoring et d’un pilotage des procédés.  Une fois les pièces fabriquées, la métallurgie et les états de surfaces résiduels doivent être optimisés pour garantir une durée de vie acceptable en service, notamment en fatigue. Des traitements thermiques adaptés et des moyens de parachèvement de surface sont développés. Les moyens de caractérisation des défauts propres à la fabrication additive métallique doivent eux-aussi être adaptés (tomographie aux rayons X, moyens de CND). Cette chaine de valeur présente au sein de l’Institut Carnot Ingénierie @ Lyon permet de prendre en charge la fabrication additive métallique dans toutes ses composantes. 

Cette complémentarité a été validée et démontrée en environnements représentatifs dans le projet MELTED, financé par l’institut. La technologie choisie rend optimale la conception des moules d’injection plastique par mise en place de canaux de refroidissement au plus proche des surfaces à refroidir. Il en résulte une réduction des défauts lors du refroidissement des pièces injectées et une diminution du temps de cycle. Le projet MELTED a démontré une augmentation de la limite d’endurance de 25% par traitement de parachèvement des canaux internes.

La montée en TRL des recherches menées au sein de l’institut Carnot Ingénierie@Lyon dans le domaine de la fabrication additive est facilitée d’une part par l’intégration du centre technique IPC et plus récemment de la plateforme MANUTECH USD et, d’autre part, par la richesse industrielle de la région AURA. Le projet AMI AURA OCIM3D en partenariat avec la société PCI est un exemple de diffusion des savoir-faire en direction de l’écosystème industriel.

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