La fusion à puissance élevée pour le traitement rapide
La technologie de fabrication additive (AM, pour additive manufacturing) dans laquelle la pièce est produite couche par couche à partir d'un fichier numérisé de CAO (conception assistée par ordinateur) présente plusieurs avantages par rapport aux techniques conventionnelles de mise en forme. Elle produit une pièce qui ressemble à la forme finale et minimise la consommation énergétique après le traitement, le temps et les déchets matériaux. Elle est particulièrement importante pour la production de géométries complexes avec une haute précision. La technologie additive de fusion EBM AM produit rapidement des pièces dans un lit de poudre en fusionnant les couches séquentielles de poudre avec un faisceau d'électrons dans un environnement sous vide. Sa vitesse rapide associée aux coûts d'équipement en font une option onéreuse pour la production en masse de composants d'aérospatiale en alliage de titane. Le projet FASTEBM, financé par l'UE, a accéléré le processus avec un canon à électrons à haute puissance et la technologie de contrôle de procédé connexe. Le succès du projet a été la modélisation et la simulation. L'équipe a développé un modèle de processus de fusion à faisceau d'électrons qui fonctionne dans les simulations à deux dimensions pour fonctionner en 3D. Les chercheurs ont employé une modélisation à éléments finis du canon à électron pour renforcer la puissance de faisceau, la clé pour renforcer la vitesse de traitement. Le prototype a été testé dans les essais de processus industriel par l'un des partenaires du projet, qui a désormais une marque déposée pour la technologie EBM. Les simulations ont aidé les scientifiques à identifier une fenêtre de processus dans laquelle les vitesses de traitement sont possibles en assurant une faible porosité acceptable et un gonflement pour une construction réussie. Les chercheurs ont également développé un modèle de coûts de processus. Sa mise en œuvre a démontré une diminution potentielle du prix de vente des composants d'aérospatiale en titane d'environ 54 % par rapport aux méthodes de traitements traditionnelles grâce à des économies au niveau des coûts de production. Cela aurait également un impact énorme sur la position compétitive des fabricants de composants d'aérospatial de l'UE, dont la majorité sont des petites et moyennes entreprises. FASTEBM a fourni un prototype très rapide et à haute précision d'appareillage d'EBM avec un logiciel de contrôle et des modèles de traitement pour la production à grande échelle de pièces de cellules d'aéronef en titane. Avec un développement approfondi, la technologie sera parfaite pour un nombre de pièces et d'autres processus de fabrication additive, apportant ainsi une contribution importante à l'économie européenne.
Mots‑clés
Aérospatiale, production en masse, fabrication additive, fusion à faisceau d'électrons
