Les propriétés de l’alliage AlSi7Mg0,6 en fusion laser sur lit de poudre (LPBF) enfin expliquées !

Historiquement, l’alliage d’aluminium AlSi7Mg0,6 est destiné à la fonderie sable ou coquille. Ces dernières années, cet alliage a été utilisé en fusion laser sur lit de poudre (LPBF) au côté de l’alliage AlSi10Mg qui est le premier alliage d’aluminium à avoir été mis en œuvre par fusion laser. Plusieurs études récentes portent sur la mise en œuvre de l’AlSi7Mg0,6 (ou A357) en fusion laser. Le Cetim Centre-Val de Loire met couramment en œuvre ce dernier en LPBF notamment sur ses plateformes partagées de fabrication additive : d’abord SUPCHAD 1 et 2 (de 2016 à 2019) puis sur la plateforme en cours FAMAD (démarrage en 2020). Pour mieux cerner les propriétés mécaniques de l’alliage AlSi7Mg0,6 et ainsi conseiller les industriels intéressés, le Cetim Centre-Val de Loire a étudié, après mise en œuvre par LPBF, ses différents états métallurgiques :

• Brut de fabrication
• Recuit d’adoucissement
• T6
• Revenu seul

L’étude menée est transcrite dans l’article « Study of AlSi7Mg0.6 Alloy by Selective Laser Melting: Mechanical Properties, Microstructure, Heat Treatment » disponible avec le lien : Study of AlSi7Mg0.6 Alloy by Selective Laser Melting: Mechanical Properties, Microstructure, Heat Treatment | Journal of Casting & Materials Engineering (agh.edu.pl). Elle souligne les avantages et inconvénients des états métallurgiques cités précédemment et permet de faire un lien pratique avec des applications industriels possibles.

D’autre part, on a pu montrer que les paramètres de fabrication ont un impact direct sur la morphologie des mono-cordons lors de la fabrication par LPBF ; c’est-à-dire qu’il existe un lien clair entre les dimensions géométriques des mono-cordons et les paramètres de fabrication (puissance et vitesse). De même, la morphologie des mono-cordons et donc les paramètres de fabrication montrent une influence directe sur la microstructure du matériau et donc sur les propriétés notamment mécaniques du matériau étudié l’AlSi7Mg0,6 ce qui permet d’expliquer les caractéristiques mécaniques plus élevées de l’alliage à l’état brut de fabrication LPBF comparativement à la fonderie mais également d’expliquer l’anisotropie mécanique déjà observée dans la littérature. Cette étude est disponible avec le lien : Influence of the Manufacturing Parameters in Selective Laser Melting on Properties of Aluminum Alloy AlSi7Mg0.6 (A357) | IIETA.

Source « figure » : Mauduit, A., Gransac, H., Pillot, S. (2021). Influence of the manufacturing parameters in selective laser melting on properties of aluminum alloy AlSi7Mg0.6 (A357). Annales de Chimie – Science des Matériaux, Vol. 45, No. 1, pp. 1-10. https://doi.org/10.18280/acsm.450101

France Luxury Shirt renforce sa compétitivité face à la concurrence internationale

France Luxury Shirt est spécialisée dans la fabrication de chemises pour les acteurs du luxe. La PME a fait appel au dispositif Perform’Industrie pour fiabiliser son processus de production et témoigne dans une nouvelle vidéo.

Entre artisanat et industrie, France Luxury Shirt fabrique des chemises pour hommes et pour femmes en sous-traitance pour les maisons de luxe. Afin de se mettre en position de faire face à la concurrence internationale sur ses marchés, l’entreprise a entrepris une réorganisation dans le cadre du programme Perform’Industrie et témoigne de son expérience dans une nouvelle vidéo.

« Nous avions une façon de travailler à l’ancienne, très peu collaborative, avec des difficultés de suivi », déclare Diego Du Réau, président de l’entreprise. Dans la vidéo, le chef d’entreprise revient sur l’accompagnement du Cetim dans cette opération et les résultats obtenus en termes de productivité, mais aussi de sérénité.

Retrouvez le témoignage complet de l’entreprise dans la vidéo « Perform’Industrie : FLS renforce sa compétitivité face à la concurrence internationale » sur la chaîne Youtube Cetim France.

Le programme Perform’Industrie en Centre-Val de Loire vise à accompagner les entreprises de Centre-Val de Loire dans l’amélioration de leur performance industrielle et de leur compétitivité. La Région a confié au Cetim le pilotage du Consortium du programme qui réunit l’Aract, Bpifrance, le Réseau Consulaire, le Club Industrie du Futur, le Cresitt, DEV’UP, France Chimie Centre-Val de Loire, Polyvia, Syntec Numérique, le Pôle Formation UIMM – Afpi Centre-Val de Loire, l’UIMM Centre-Val de Loire et l’UIMM Loiret-Touraine.

Retrouvez plus d’informations sur le programme sur https://www.performindustrie.com

La contribution du soudage à la sauvegarde du patrimoine

La France est une nation chargée d’histoire possédant un riche patrimoine culturel et industriel qu’il convient de sauvegarder.

Figurant à ce patrimoine, il existe de nombreux monuments, ouvrages, constructions, installations, machines et outils composés de matériaux métalliques comportant des soudures. Parfois il faut envisager une transformation ou une réparation par soudage de ces composants du patrimoine.

A l’examen des cas présentés ci-dessous, les demandes des donneurs d’ordre sont très variées, voire « exotiques » :

• Auscultation préventive des moyens d’ascension et poulies d’un emblématique monument parisien,
• Aide à la conception et à la construction d’un châssis de véhicule ascenseur en respect des homologations détenues,
• Renforcement d’une charpente historique en treillis d’un hall de gare internationale parisienne,
• Dans le cadre d’un mécénat, intérêt de conserver des tuyauteries en plomb, soudées à la louche, frappées du lys royal, d’une fontaine principale âgée de l’ordre de 350 ans du Château de Versailles,
• Instruction de l’éventuelle réparation d’un pont de métro aérien parisien,
• Accompagnement à la remise en ordre d’un bâteau porte d’un bassin de construction navale militaire,
• Vérification de l’intégrité de structures de manutention et levage terrestres, portuaires ou fluviales,
• Corrections de forme de cuves, de bâtis de machine, d’arbres de rotor ou de poutres reconstituées soudées.

A titre d’exemple, le déroulement total ou partiel du traitement d’une prestation de sauvegarde d’un composant de patrimoine mécanosoudé peut se présenter comme suit :

• Considération du contexte,
• Formalisation des attentes explicites et implicites des demandeurs,
• Recueil de données (plans, matériaux, conditions de fonctionnement, historique, évènements, défaillances)
• Prise en compte d’un référentiel existant ou à définir,
• Approche globale et constats sur site,
• Évaluation des efforts appliqués avec éventuelle instrumentation,
• Modélisation structurale et calculs,
• Définition de catégories de structure à partir des niveaux de contraintes, de leur concentration et du degré de sécurité matérielle et humaine recherchée,
• Définition d’un plan qualité, d’inspections et de contrôles,
• Mise en œuvre d’un plan de contrôles (visuels, dimensionnels, non-destructifs),
• Prélèvements destructifs avec éventuels renforcements provisoires,
• Analyse et interprétations des résultats d’inspections et de contrôles,
• Eventuelles vérifications en fatigue de durée de vie et de solidité par la mécanique de la rupture,
• Evaluation de la soudabilité métallurgique et opératoire,
• Détermination, le cas échéant, des actions correctives, d’une durée de vie résiduelle ou d’un fonctionnement en mode dégradé,
• Rédaction d’un rapport d’études avec propositions de remise en ordre,
• Accompagnement à la remise en ordre et rapport d’études final.

Ce type de prestation, qui peut être multidisciplinaire, nécessite une bonne capacité d’adaptation des intervenants.

Le groupe CETIM possède les moyens humains, l’expérience ainsi que les outils d’investigation pour contribuer à la sauvegarde du patrimoine comportant des assemblages soudés.

Yves ROYER (Ingénieur international en soudage certifié (CIWE) par l’Association Française du Soudage (AFS))

Pour en savoir plus, contact : SQR 03 44 67 36 82

MELD : une technologie de Fabrication additive nouvelle

Le MELD est un procédé de fabrication additive métallique par friction malaxage permettant de déposer des cordons de matière sans passer par l’état de fusion, à des taux importants : de l’ordre de 10 kg/h, pour les alliages d’aluminium. Ce procédé fonctionne pour tout type de métaux et pour des matériaux non soudables. Cette technologie est dédiée aux pièces de moyenne et grande taille, et présente les applications principales suivantes : ajout de fonctions, fabrication d’ébauches au plus proche des cotes pour usinage, rechargement de pièces et applications multi-matériaux.

Pour plus d’information,

Pierre Auguste répond à toutes ces questions dans le détail dans cette vidéo https://youtu.be/RUNgWZbDJbo

Retrouvez Pierre en live sur le salon Salon Global industrie GLOBAL INDUSTRIE Ou lors du Rendez Vous de la Mécanique https://www.cetim.fr/agenda/meld-un-procede-innovant-de-fabrication-additive-metallique-par-friction-malaxage/

5 jours d’accompagnement gratuits avec Perform’Industrie

Le programme d’accompagnement des PME en Centre-Val de Loire propose désormais la gratuité des 5 premiers jours d’accompagnement pour les entreprises de la région.

Bonne nouvelle pour les chefs d’entreprises de Centre-Val de Loire qui veulent transformer et développer leur activité, renforcer leur compétitivité ou intégrer de nouvelles technologies : Perform’Industrie évolue ! Les financeurs du programme (l’Etat, la Région Centre-Val de Loire et le Cetim) viennent en effet d’annoncer un changement dans le dispositif. Désormais, il propose la gratuité des 5 premiers jours d’accompagnement des entreprises, puis jusqu’à 10 jours d’accompagnement financés à 70{1373dd200fcdbed67d8e7356551073913182d4223b749bcd5dd91b30da878661}.

Perform’Industrie place l’Industrie du Futur comme un enjeu primordial qui passe par la modernisation des organisations des entreprises et par l’intégration des principales briques technologiques tout en mettant l’humain au centre des plans de transformation des entreprises. Avec ce programme, la Région Centre-Val de Loire vise les 180 entreprises (TPE/PME/ETI) accompagnées d’ici à la fin 2022 pour améliorer leur performance industrielle. Elle a confié au Cetim le pilotage du Consortium constitué de l’Aract, de Bpifrance, du Réseau Consulaire, du Club Industrie du Futur, du Cresitt, de DEV’UP, de France Chimie Centre-Val de Loire, de PLASTI OUEST, de Syntec Numérique, du Pôle Formation UIMM – Afpi Centre-Val de Loire, l’UIMM Centre-Val de Loire et de l’UIMM Loiret-Touraine, qui doit assurer l’accompagnement du tissu industriel régional quel que soit son niveau de maturité et ses armes face aux défis économiques, technologiques, organisationnels, environnementaux et sociétaux d’aujourd’hui et de demain.

Retrouvez tous les détails du programme sur le site https://www.performindustrie.com/

La tenue en fatigue des soudures

La recherche permanente de l’amélioration des performances des entreprises, par optimisation des moyens de calcul, des délais et des coûts, pour rester compétitives, combinée à celles demandées aux composants et structures soudées sollicités en fatigue est de nature à diminuer la tenue en fatigue des pièces soudées.

Les défaillances de structures sous sollicitations dynamiques peuvent être visibles et suivies. Cependant certaines fissures en métal fondu sont cachées, mais évolutives de manière sournoise. Dans un mauvais scénario, l’évolution de ces dernières peut se conclure par une rupture brutale aux conséquences matérielles voire humaines importantes.

L’inventaire des douze points essentiels ci-dessous permet au lecteur d’initier sa réflexion en matière de tenue à la fatigue des assemblages soudés :

• Une conception adaptée des configurations d’assemblages et une symbolisation particulières ainsi que des critères d’acceptation de défauts spéciaux sont à appliquer,
• Il existe des règles spécifiques relatives aux calculs en fatigue des assemblages soudés, règles qui considèrent les détails constructifs,
• La tenue d’une soudure aux sollicitations statiques n’induit pas une bonne tenue en fatigue, l’inverse est vrai également,
• Une construction doit plaire à l’œil, ce qui se traduit mécaniquement par le respect de règles de continuité et de convergence des fibres neutres des éléments de structure, Cela réduit la présence de moments secondaires auxquels les soudures sont très sensibles, La forme globale des assemblages sera soignée.
• Il faut éviter les hétérogénéités de rigidité globale et locale et privilégier de la souplesse autant que possible en fonction de l’usage (la fable du roseau et du chêne demeure pertinente),
• Les deux phases d’apparition et d’évolution d’une fissure de fatigue sont l’amorçage et la propagation. De la première phase dépendra principalement la durée de vie finale du composant ou structure soudé,
• C’est la simple présence d’un cordon de soudure, même non structurel, qui agit sur la phase d’initiation et peut dégrader la tenue en fatigue,
• Il existe trois voire quatre sites privilégiés d’amorçage de fissure par fatigue respectivement en soudure monopasse et multipasse,
• En cas de défaillance, sans analyse préalable, les réflexes suivants peuvent s’avérer contre-productifs :
  • Changer de nuance de matériau en augmentant ses caractéristiques mécaniques,
  • Augmenter la gorge d’un cordon ou ajouter des raidisseurs,

• La tenue en fatigue d’une soudure dépend de sa forme macro et surtout micro-géométrique,
• D’un point de vue exécution, réaliser une soudure de qualité supérieure résistante en fatigue demande une formation particulière des personnes concernées. Le choix de la position de soudage influence la tenue en fatigue.
• Dans le cas de la réalisation d’un essai de validation, la tenue en fatigue étant un phénomène ‘dispersif’, un seul essai ne peut suffire à s’assurer de la bonne tenue en service,

Après avoir bien considéré, compris et appliqué les dispositions principales présentées ci-dessus, l’entreprise améliore la solidité en fatigue de ses composants et structures mécanosoudés. Des documents de référence, à caractère pratique, sont disponibles dans la mécathèque du CETIM (collection fatigue des matériaux).

En cas de doute ou pour progresser dans le domaine de la tenue en fatigue des soudures, le groupe CETIM peut accompagner et/ou former les industriels, utilisateurs, assureurs et experts.

Soudure circulaire multipasse rompue par fatigue sous faibles sollicitations à partir du pied de cordon. Sur le faciès rompu, visualisation : des lignes radiales, amorçages multiples, des lignes frontales de propagation.

Coupe macrographique transversale de la zone rompue : plan de rupture principal en partie supérieure, fissures secondaires de fatigue, à partir des caniveaux entre passes, signalées par les flèches rouges.

Yves ROYER (Ingénieur international en soudage certifié (CIWE) par l’Association Française du Soudage (AFS)

 Pour en savoir plus, contact : SQR 03 44 67 36 8

Save The Date 29 septembre 2021 : Printing Bourges

MBDA, Nexter et le CETIM, en coordination étroite avec d’autres acteurs industriels de la Région, travaillent depuis fin 2019 sur un projet ambitieux de mise en place d’une Plateforme Collaborative de Fabrication Additive Défense/Aéronautique sur Bourges : « Printing de Bourges ». L’objectif est de construire ensemble un écosystème compétitif et souverain dans ces nouvelles technologies en rupture.

L’accès à cette Plateforme devrait en particulier permettre aux PME/ETI Mécaniques de la Région de monter en compétences sur la fabrication additive et lancer leurs activités industrielles dans ce domaine en limitant les risques et investissements en amont : voir présentation jointe.

Les principaux acteurs institutionnels, dont la Région Centre Val de Loire, l’Agglomération de Bourges, le Ministère des Armées/DGA, la DGE/BPI se mobilisent pour soutenir cette démarche.

L’infrastructure qui hébergera la plateforme sera juxtaposée aux locaux MBDA de Bourges Aéroport et les travaux ont démarré en mai 2021 ; ils font l’objet d’un soutien de l’Etat et de la Région dans le cadre du plan de relance.

La participation des PME/ETI notamment régionales à ce projet est déterminante.

A cet effet, nous organiserons le 29 septembre prochain, une séance de présentation et d’échanges autour de la plateforme et des modalités possibles pour votre participation.

Pour vous inscrire : https://www.cetim.fr/agenda/journee-plateforme-collaborative-de-fabrication-additive-defense-et-aeronautique/

Par ailleurs, vous pouvez dès à présent, manifester votre intérêt à l’aide de la lettre d’intérêt jointe qui est très importante pour :

• Cerner vos attentes vis-à-vis de la plateforme : participation à l’écosystème régional et/ou utilisation des machines, quels besoins machines en termes de procédés et de matériaux…
• Comprendre vos objectifs : Développer une offre de sous-traitance mécanique, Utiliser la plateforme pour concevoir des prototypes/démonstrateurs sous votre maitrise d’œuvre, puis éventuellement sous-traiter la fabrication en série ou encore Développer une offre de prestation de services pour l’écosystème de la Fabrication Additive
• Confirmer auprès de nos partenaires régionaux et étatiques, que la démarche répond bien à un enjeu partagé par l’ensemble de l’écosystème mécanique de défense

Nous sommes à votre disposition pour répondre à toute question de votre part, notamment Jean-Christophe Augé, Directeur Général du Cetim Centre-Val de Loire (06.86.45.97.77) et comptons sur votre participation active au succès de cette initiative industrielle.

Perform’Industrie : retour sur l’expérience de Balarama

L’entreprise spécialisée dans la production de barres de céréales a fait appel au dispositif Perform’Industrie pour fiabiliser son processus de production. Son directeur général Dominique Renault témoigne en vidéo.

Installée à Fondettes (Indre-et-Loire) Balarama, PME spécialisée dans la production de barres de céréales, réalise près de 25{1373dd200fcdbed67d8e7356551073913182d4223b749bcd5dd91b30da878661} de son chiffre d’affaires à l’international et a la volonté d’élargir ses horizons et d’exporter ses savoir-faire. « Avant de partir sur un développement fort commercialement il fallait surtout fiabiliser et maîtriser le process », raconte Dominique Renault, directeur de l’entreprise depuis 2020 dans une nouvelle vidéo disponible sur la chaîne Youtube Cetim France.

Pour cela, l’entreprise a reçu l’appui du Cetim dans le cadre du programme régional Perform’Industrie. « Ce dispositif était absolument indispensable pour nous », résume le directeur général.

Retrouvez le témoignage complet de l’entreprise dans la vidéo « Perform’Industrie : Balarama accompagnée pour fiabiliser son process de production » sur la chaîne-Youtube Cetim France.

Le programme Perform’Industrie en Centre-Val de Loire vise à accompagner les entreprises de Centre-Val de Loire dans l’amélioration de leur performance industrielle et de leur compétitivité. La Région a confié au Cetim le pilotage du Consortium du programme qui réunit l’Aract, Bpifrance, le Réseau Consulaire, le Club Industrie du Futur, le Cresitt, DEV’UP, France Chimie Centre-Val de Loire, Polyvia, Syntec Numérique, le Pôle Formation UIMM – Afpi Centre-Val de Loire, l’UIMM Centre-Val de Loire et l’UIMM Loiret-Touraine.

Retrouvez plus d’informations sur le programme sur https://www.performindustrie.com

Soudage et Peinture : l’esthétique industrielle, une union entre l’art et l’industrie

L’esthétique industrielle, union entre l’art et l’industrie, est devenue un passage incontournable pour commercialiser avec succès des structures, des matériels et des machines comportant des soudures. C’est un critère de vente différenciant.

Il est navrant de constater, pour un utilisateur qui a été sensible à l’esthétique de son acquisition, que celle-ci se dégrade en service par l’apparition de coulures d’oxydation naissant à partir des assemblages soudés ou de bords bruts de coupage.

Pour assurer une esthétique d’un assemblage soudé ainsi que sa résistance à la corrosion, les services techniques et de production sont confrontés à la compatibilité des deux objectifs principaux suivants :

• La solidité des soudures,
• La durabilité des revêtements de peinture qui recouvrent les zones soudées.

Ces deux objectifs sont parfaitement compatibles. Le défi est de concilier le soudage et la peinture.

Très souvent, les codes, règlements ou spécification dissocient les deux objectifs. Les métiers de soudeur et de peintre sont bien différenciés avec des interventions temporellement décalées.

L’inventaire des points essentiels ci-dessous permet au lecteur d’initier sa réflexion en matière de soudage pour une préservation de l’esthétique d’un ensemble soudé :

• La construction doit plaire à l’œil, ce qui se traduit mécaniquement par le respect de règles de continuité et de convergence des éléments de structure, évitant en particulier les zones de rétention,
• La conception doit satisfaire les recommandations de la norme NF EN ISO 12944-3 Anticorrosion des structures en acier par système de peinture,
• Les exigences de conception et de fabrication pour une bonne solidité des assemblages soudés aux sollicitations dynamiques sont cohérentes avec la tenue des peintures,
• Les défauts débouchants et mauvais aspects de surface sont prohibés,
• La définition de critères d’acceptation de défauts ciblés doit être établie,
• La subjectivité d’évaluation des états de surface, rugosité et préparations de surfaces, des soudures et bords bruts de coupage impose l’usage d’échantillons visio-tactiles de référence et/ou d’une défauthèque,
• La qualification des soudeurs voire des modes opératoires sont recommandées après une formation à la soudabilité opératoire particulière,
• Le personnel d’exécution doit être formé à l’auto-contrôle,
• Un coordonnateur en soudage peut orchestrer l’ensemble des dispositions listées ci-dessus.

Corrosion par piqûre à partir de défauts d’aspect, de soufflures débouchantes et de projections adhérentes sur soudure d’angle périmétrique.

Après avoir bien considéré et appliqué les dispositions relatives au soudage présentées ci-dessus, le relais est pris par le personnel de peinture qui possède ses propres exigences et pratiques, à exposer dans un article complémentaire. Des documents de référence, à caractère pratique, sont disponibles dans la mécathèque CETIM.

La compatibilité du soudage et de la peinture est un sujet original, pour lequel le groupe CETIM possède un savoir-faire et une expérience profitables aux industriels, utilisateurs, assureurs et experts.

Yves ROYER (Ingénieur international en soudage certifié (CIWE) par l’Association Française du Soudage (AFS))

 Pour en savoir plus, contact : SQR 03 44 67 36 82

Le FEG plonge au cœur de la matière

Installé en mars 2020, le FEG (Field Emission Gun) renforce les moyens d’observation du Cetim Centre Val de Loire. Ce qui ouvre de nouvelles perspectives en recherche & développement ainsi que des prestations supplémentaires.

Une meilleure résolution d’image qui ouvre des champs nouveaux d’investigation : avec le FEG, un microscope à effet de champ, le Cetim Centre Val de Loire se dote d’un outil d’observation supplémentaire et plus performant que le microscope électronique à balayage classique (MEB). Selon Arnold Mauduit, responsable recherche & développement, expert référent alliage aluminium, « le FEG équipé d’un canon à effet de champ de type Schottky permet l’acquisition d’images de meilleure qualité dans des conditions de vide poussé et de forts grandissements jusqu’à x700 000 ».

Un accès à de nouvelles informations

Le FEG est équipé d’un détecteur EDS, qui est capable de déterminer les éléments chimiques, et d’une caméra EBSD (Electron BackScattered Diffraction), qui cartographie les orientations des cristaux et des phases.

Utilisé en R&D, le FEG permet d’ouvrir de nouveaux champs d’investigation. Ainsi, en fabrication additive, « nous allons pouvoir observer des échantillons métalliques sur lesquels nous nous posions jusqu’alors beaucoup de questions avec des moyens traditionnels. Par exemple, sur des alliages en aluminium ou en acier à durcissement après précipitation, il devient possible d’étudier les précipités qui nous renseignent sur la métallurgie et les caractéristiques mécaniques », explique Arnold Mauduit. Dans le domaine des traitements de surface, la résolution du FEG permet de caractériser par exemple les couches anodiques sur alliages d’aluminium : diamètre des pores (quelques nanomètres), qualité de colmatage, etc …

Dans le cadre de l’accompagnement aux industriels, le Cetim Centre Val de Loire pourra mettre à profit ce nouvel outil dans le domaine de l’analyse de défaillance, de l’expertise, du conseil, etc.