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La fusion métallique s'attaque à la grande série (2/3)

15/09/2014
Moyennant quoi, le sous-traitant italien peut passer à la production en grande série. Pour fabriquer combien de pièces ? Quelques exemples parleront mieux qu’un long discours. Les injecteurs pour les moteurs d’avion pourront être produits en séries de 40 000 unités/an à partir de 2020 avec une centaine de machines dans l’unité d’Avio. Des lames pour les turbines sont d’ores et déjà fabriquées en séries de plusieurs dizaines de milliers d’unités par an. Avec de multiples avantages comparé à l’approche classique (fonderie). L’économie de matériel d’abord, donc d’énergie. Il ne faut que 1,5 kg de matière initiale pour réaliser une pièce d’un kilo, tandis qu’en fonderie il en faut 4 kg. La réduction de la consommation d’énergie et de matériaux s’ajoute la compression sensible des délais ; la fusion métallique étant beaucoup plus rapide que le processus de fonderie. Il est évident cependant, que plus la pièce est complexe et le matériau cher (comme les alliages de Ni ou de Co), plus la fabrication additive est avantageuse en terme de coûts par rapport aux procédés conventionnels. Même constat dans le cas de la fabrication additive d’un assemblage complexe. La consommation d’énergie est plus réduite et la pollution est quasi nulle. La superficie occupée par les machines de fabrication additive est moins importante, les ateliers nécessaires sont donc plus petits. « Mais il ne faut pas utiliser la fabrication additive pour résoudre des problèmes de fabrication soulevées par des pièces conçues pour être fabriquées avec des machines conventionnelles », attire l’attention Mario Varetti. Autrement dit, il faut commencer ce processus au bureau d’études. On ne pourra jamais exploiter pleinement le potentiel de la fabrication additive qui débride l’imagination du bureau d’études, sans la conception de nouvelles pièces, adaptées à ce type de production.


Plusieurs dizaines de milliers de ces aubes en TiAl seront fabriquées annuellement dans l’usine de Cameri. (photo : Avio)


Bien sûr, l’industrie aéronautique fait partie des pionniers : les exemples comme Avio sont plutôt rares. D’autres sociétés testent cependant, cette nouvelle voie, comme GKN Aerospace en Grande Bretagne, qui a installé sa première machine Arcam en 2012. Aujourd’hui il vient de commander une nouvelle machine. Elle s’ajoute aux deux autres qui produisent déjà dans son atelier.

Airbus collabore étroitement avec EOS France pour qualifier un processus de fabrication additive en grande série de certaines pièces.

fabrication additive injecteur
La production de 40 000 injecteurs sera assurée à partir de 2020 dans cette usine avec plus d’une centaine de machines de fabrication additive. (photo : Avio)


MTU Aero Engines en Allemagne exploite sept machines EOS (M270/M280), dont six en production et une en ingénierie. Les ingénieurs de cette société ont changé la conception de certaines pièces pour pouvoir les produire avec les machines de fabrication additive. La structure des pièces a été modifiée pour réduire le poids et le coût. La fabrication additive s’est substituée à la fonderie. Actuellement, la société a classifié ces pièces en six catégories, dont deux sont couvertes par la fabrication additive. Pour trois autres, les processus de fabrication sont en cours de développement. Deux catégories de pièces nécessitent encore des évolutions technologiques du procédé. La qualité des pièces fait l’objet d’un contrôle attentif avant, pendant et après la fabrication. On analyse, avant de lancer la production, la composition des poudres, l’état de la machine, les procédures, etc. Pendant le processus on contrôle les paramètres de la machine et on assure la maintenance. Après le processus de fabrication, on assure un contrôle visuel et par tomographie des pièces, on les teste en fonctionnement… Au final, le processus de fabrication mis au point chez MTU comporte plusieurs étapes : préparation du modèle, fabrication additive de la pièce, posttraitement, enlèvement du support, traitement de surface, finition par usinage, contrôle-mesure. Avec un gain de coût, par rapport à l’approche classique de production, estimé par les spécialistes de MTU à 33%. Qui dit mieux ?

Autres parties de l'article :
La fusion métallique s'attaque à la grande série (1/3)
La fusion métallique s'attaque à la grande série (3/3)
Mirel SCHERER
Mirel SCHERER
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