Paroles d’Experts : MELD, un procédé de fabrication additive par friction malaxage

Dans la 2e vidéo 📽️ de la série « Paroles d’experts », disponible sur la chaîne Youtube du Cetim, Pierre Auguste, ingénieur au Cetim Centre-Val de Loire revient en 3 minutes sur le MELD, nouveau procédé de Fabrication  additive par friction malaxage particulièrement adapté aux pièces de grandes dimensions. 

Qu’est-ce que le procédé de fabrication additive métallique MELD ? Comment fonctionne-t-il ? Quels sont les avantages de cette technologie encore au stade de l’industrialisation ? Quelles sont ses limites et les pistes exploitées pour proposer un procédé stable et reproductible ?

Pierre Auguste, répond à toutes ces questions dans le détail dans cette vidéo : Parole d’Experts : MELD, un procédé de fabrication additive par friction malaxage.

 

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La fabrication additive métallique : entre mythe et réalité

Les spécificités des procédés de fabrication additive métallique

La fabrication additive métallique regroupe un ensemble de procédés de fabrication qui viennent élargir le champ des possibles en matière de production de pièces métalliques complexes. De par son principe, l’impression 3D métal est différente des autres procédés traditionnels. En effet et comme son nom l’indique, la caractéristique principale de la fabrication additive métallique réside dans le fait que l’on vient ajouter de la matière uniquement là où elle est nécessaire. C’est donc l’opposition parfaite aux procédés dit soustractifs, lesquels obligent à partir d’un trop-plein de matière pour ensuite venir travailler par enlèvement. Avec ces procédés de fabrication, l’impression des pièces métalliques est effectuée à plat et de manière itérative par une imprimante 3D. Couche après couche, la machine va donc donner forme à la pièce. Cette façon d’opérer est le facteur clé qui rend possible la fabrication de pièces d’une grande complexité géométrique.

Ces nouvelles possibilités offertes en matière de fabrication de pièce très complexes séduisent beaucoup d’industriels. Si bien qu’à l’heure actuelle, bon nombre d’entre eux reconnaissent réfléchir à l’intégration de la fabrication additive métallique pour développer leur entreprise. Parmi ceux qui l’utilisent déjà, les industriels des secteurs de l’Aéronautique, de l’Aérospatiale, de la Défense ou encore le secteur médical arrivent en tête devant ceux de l’Automobile (compétition & Luxe).

Ce succès s’explique par le fait que l’impression 3D métal permet de répondre à toutes sortes de problématiques sectorielles. En effet, les premiers peuvent l’intégrer en ayant pour objectif de produire des pièces complexes, robustes et légères, donc avionnables. Les entreprises du monde médical quant à elles utilisent la fabrication additive (métallique, céramique ou polymère) pour fabriquer des prothèses personnalisées dont la structure facilitera la reconstruction des os autour d’elle.

 

Malgré tout ce qui peut être dit sur ce procédé, la fabrication additive métallique n’est pas une solution miracle mais elle offre des possibilités différentes des autres procédés tout en apportant avec elle des spécificités qu’il est important de connaître (règles de conception spécifiques …)

Les principaux procédés d’impression 3D métal

Comment réussir l’intégration de la fabrication additive métallique ?

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Transfert technologique et réunions d’informations techniques 2017

Agenda prévisonnel 2017

Janvier	Réunion de lancement du projet de deuxième plateforme de fabrication additive métallique sur Bourges – 19/01/2017 de 14h à 16h à Bourges – Informations et inscriptions Rendez-vous de la mécanique  » Alliages d’aluminium et procédés: Nuances, mise en œuvre, traitements : les dernières avancées  » – 26/01/2017 de 14h à 17h30 à Orléans (45) – Programme et inscriptions
Mars	Rendez-vous de la mécanique  » Surveillance des infrastructures, process et procédés » – 28/03/2017 de 14h à 18h à Rians (18)
Juin	Rendez-vous de la mécanique  » Robots collaboratifs«
Octobre	Rendez-vous de la mécanique « Composites thermoplastiques » – 05/10/2017 à Joué-les-Tours (37) Pérennité des installations en acier inoxydable dans les industries de process

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Fabrication additive: En route pour une deuxième plateforme partagée

Réunion d’échanges pour le futur projet de plateforme de fabrication additive 2018/2020

Le Jeudi 19 janvier de 14h à 16h au Cetim-Certec à Bourges (18)

Après plusieurs années de préparation, il y a un an, démarrait la plateforme de fabrication additive SUPCHAD visant à accompagner des industriels dans l’intégration de ce nouveau procédé de fabrication dans leurs possibilités de production.

Matières premières, maîtrise de la conception de pièces adaptées, maîtrise du procédé de fabrication et des phénomènes inhérents au procédé, Post-traitements thermiques, finition et traitement de surface : un programme complet de formation, de R&D et d’essais qui ont permis à des industriels, qu’ils soient sous-traitants ou grands donneurs d’ordre, de s’approprier cette nouvelle technique de production et les possibilités qu’elle offre.

Afin de préparer la suite de ce projet, que nous souhaitons rendre accessible à toute entreprise désireuse de voir si la fabrication additive peut s’intégrer dans son activité et sa stratégie, nous organisons une réunion où seront présents les participants de la plateforme SUPCHAD ainsi que tous les industriels désireux de se renseigner sur les opportunités offertes par cette technologie en plein essor.

A l’issue de cette réunion, les entreprises intéressées pourront postuler pour rejoindre le projet dont le démarrage est prévu en janvier 2018.

 

 

Renseignements & Inscriptions à SUPCHAD II

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Moyens de développement, d’essai et d’analyse du CETIM CERTEC

Donnez-vous les moyens de vos développements!

Même si la principale richesse du CETIM CERTEC est son équipe d’experts en mécanique et matériaux métalliques, la présentation des moyens de développement et d’analyse dont ils disposent est importante appuyer leur potentiel à accompagner vos développements.

Localisés en Région Centre-Val de Loire, sur Bourges et Orléans, ces équipements et outils sont à votre disposition pour répondre à vos problématiques de conception, de validation, de contrôle et d’analyse.

Moyens à votre disposition :

Analyses de défaillance et contrôles métallurgiques

Conception mécanique

Moyens d’Essais

Essais d’endurance
Essais de corrosion
Essais climatiques
Essais de serrage

Fabrication additive métallique

Soudage

Métrologie dimensionnelle

Analyses de défaillance et contrôles métallurgiques :

Si l’œil des chargés d’affaires est l’outil essentiel, le laboratoire de métallurgie du Cetim-Certec dispose de moyens d’observation macro et microscopiques parmi lesquels :

– une loupe Keyence: microscope numérique offrant une grande profondeur de champ pour des visualisations et des mesures 3D. Cet outil permet d’observer les dégradations (rupture, usure, corrosion) mais aussi les macrographies de soudure sur coupe par exemple (mesures dimensionnelles).
– un Microscope Electronique à Balayage (MEB) permettant d’observer directement les surfaces dégradées et les faciès de rupture à un fort grossissement (jusqu’à x100.000). Il est associé à une sonde de microanalyses (EDX) permettant de déterminer la constitution chimique élémentaire (par exemple pour les produits de corrosion ou l’identification de particules, etc..).

Spécialisés dans l’analyse des défaillances et le contrôle métallurgique, nos chargés d’affaires du laboratoire disposent également des moyens de :
– prélèvement, découpe (tronçonneuses sous lubrification)
– préparation métallographique (enrobeuses et polisseuse automatique)
– d’attaque par réactif chimique
– d’observations métallographiques (microscope optique x1000)
– de traitements thermiques (fours de laboratoire)
– de mesure de dureté (essais Vickers, Rockwell et Brinell).

Souvent amenés à intervenir sur site, les métallurgistes disposent également de moyens d’observation et de prélèvement portatifs pour intervenir sur les structures ne pouvant être déplacée en laboratoire.

Contact : Lionel Fouquet – Tél. : 02 48 48 01 11
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Conception mécanique :

L’unité conception calcul du Cetim-Certec, pilotée par des ingénieurs mécaniciens expérimentés, est équipé des moyens logiciels et de prototypage rapide pour accompagner vos développements mécaniques depuis la faisabilité jusqu’à la validation de vos pièces et ensembles mécaniques.

– TDC Need pour la réalisation des analyses fonctionnelles qui permettront de fiabiliser vos projets de conception dès le démarrage de vos projets
– Catia V5, Solidworks 2016 et Créo 3 (ex Pro engineer) pour la phase conception
– Solidworks similation et Créo simulate pour la validation par calcul et l’optimisation des structures

Spécialistes de la chaîne numérique et de la conception en vue de fabrication additive des outils spécifiques viennent compléter le panel des moyens logiciels :

– Geomagic, pour le traitement des fichiers numériques issus de scan 3D

– Altair Inspire optistructure, pour l’optimisation topologique

Spécialiste du prototypage rapide et de la fabrication additive depuis plus de 10 ans , le CETIM CERTEC dispose d’un équipement de fabrication additive polymère (PA12) pour réaliser les prototypes polymères des développements qui lui sont confiés :

Contact – Pascal Sabourin – Tél.: 02 48 48 01 11

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Moyens d’Essais

 

Essais d’endurance:

Le laboratoire d’essais mécaniques dispose d’un espace de plus de 500 m2 et d’une quarantaine de bancs dédiés à la mise en œuvre d’essais d’endurance pour les produits de quincaillerie et les portes et portails. Le laboratoire est accrédité COFRAC (n°1-5545) et certifié Afnor pour ces domaines.

Ces bancs pneumatiques sont conçus et mis en application selon les normes de référence des domaines précités. Ils ont pour objectif de valider la capacité de fonctionnement des équipements et leur résistance à la manœuvre répétée (jusqu’à plusieurs millions).

Ils permettent de réaliser :

– Des essais de qualification de produits industriels en vue du marquage NF/CE
– Des essais de contrôle de production usine (CPU)

Exemples de produits testés :

Produits de quincaillerie : Fermetures anti-panique (fap), fermetures d’urgence (fu), serrures, béquilles (poignées), ferme-portes, retenues électromagnétiques (ventouses), charnières, paumelles,…
Portes et portails : Hauteur maximum 2500 mm

Contact: Jérémy Lanne – Tél.: 02 48 48 01 11

Essais de corrosion:

Les essais de corrosion sont réalisés dans un équipement de brouillard salin dont les caractéristiques sont :

– Dimensions : 1000 x 600 x 500 mm
– Ph neutre

Contact: Jérémy Lanne – Tél.: 02 48 48 01 11

Essais climatiques :

Le laboratoire dispose d’une enceinte climatique avec contrôle de l’hydrométrie dont les caractéristiques sont les suivantes :

– Plage de température : -40°C à +180°C
– Dimensions : 800 x 800 x 800 mm

Contact: Jérémy Lanne – Tél.: 02 48 48 01 11

Essais de serrage :

Le CETIM CERTEC dispose depuis le début de l’année 2016 d’un banc de serrage permettant de contrôler et de déterminer pour les éléments de visserie :

– Le coefficient de rendement du couple (K)
– les coefficients de frottement (total, entre filetage, entre surfaces d’appui)
– La force de serrage à la limite élastique (Fy)
– Le couple de serrage à la limite élastique (Ty)
– La force de serrage à la charge de rupture (Fu)

Ce type d’essai permet de valider la bonne réponse aux exigences qualité des donneurs pour leurs assemblages boulonnés ou, par exemple, de déterminer l’impact d’un lubrifiant ou d’un auto freinage.

Contact: Lionel Fouquet – Tél.: 02 48 48 01 11

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Fabrication additive métallique:

Mise en place début 2016, la plateforme de fabrication additive Supchad, permet au CETIM CERTEC de disposer d’un équipement de fabrication additive métallique :

SLM 280 HL (SLM Solution) :

– Fusion laser sur lit de poudre
– Volume de fabrication de 280 x 280 x 300
– Puissance laser 400W
– Matériaux : alliages d’aluminium et aciers

Partagée entre différents partenaires industriels, cette plateforme a pour objectif d’accompagner la montée en compétence des industriels sur cette nouvelle technique de fabrication.
Le process de fabrication additive s’étend bien au-delà de la seul machine de fabrication, la plateforme comporte plusieurs équipements complémentaires et notamment :

– Magics : Logiciel de préparation des fabrications pour la construction des supports indispensables à la fabrication
– Un four de traitement thermique (Nabertherm) pour le détentionnement des pièces en fin de fabrication

Contact: Sébastien Pillot – Tél.: 02 48 48 01 11

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Soudage:

Afin d’assurer ses missions d’accompagnement des entreprises pour l’amélioration de la qualité et de la productivité de leurs productions mécano-soudées, l’ingénieur soudeur du CETIM CERTEC dispose d’équipements de contrôle et de mesure comme :

– Un appareil de mesure de températures par contact
– Un mesureur d’épaisseurs par ultrasons,
– Une valise d’échantillons visio tactile de soudures,
– Un mesureur de fuites de gaz par émission acoustique,
– Un magnétoscope articulé et une lampe UV pour les CND par magnétoscopie,
– Des produits de ressuage,
– … et un grand réseau de partenaires pour un accès à tous les moyens qui lui sont nécessaire pour mener à bien ses missions !

Contact: Yves Royer – Tél.: 02 48 48 01 11

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Métrologie dimensionnelle:

Accrédité Cofrac (n° 2-1814) pour l’étalonnage des moyens de mesure dimensionnelle et spécialiste du retrofit (numérisation) des bancs de longueur SIP, le laboratoire de métrologie du CETIM CERTEC de 2 moyens spécifiques pour asseoir son expertise :

– Des bancs de longueur de référence : SIP 1002M et SIP 302M
– Un interféromètre laser

Ces équipements sont utilisés pour les prestations d’étalonnage et la mise au point des kits de rétrofit avant la mise en place sur les bancs clients.

Contact: Pascal Bouche – Tél.: 02 48 48 01 11
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Fabrication additive: mise en oeuvre de l’alliage AlSi10Mg

Transfert R&D fabrication additive par fusion laser sur lit de Poudre: Mise en oeuvre de l’Alliage AlSi10Mg

L’étude comparative d’éprouvettes en alliage AlSi10Mg et en composite à matrice métallique (matrice en alliage AlSi10Mg renforcée avec des particules de SiC), produites par fabrication additive, a permis d’étudier l’évolution de la densité avec l’introduction de renforts et ainsi observer l’augmentation du taux de porosité avec la fraction volumique de renfort.

L’évaluation de la dureté, de la conductivité électrique, des caractéristiques mécaniques conventionnelles et des modifications de microstructure a été réalisée pour différents traitements thermiques, sur les 2 types de matériaux. La mesure de la résistance mécanique, de la limite d’élasticité et du module d’Young mettent en évidence une augmentation significative des caractéristiques mécaniques conventionnelles par rapport à la fonderie. Ce phénomène, lié au durcissement par affinement de la structure, est démontré en reliant l’évolution de la limite d’élasticité à la réduction de l’espacement interdendritique (DAS) (loi de Hall-Petch). La compréhension de l’influence des phénomènes thermiques (distribution de la température et taux de refroidissement rapide) sur les changements de microstructure (construction des cordons, zone perturbée, variations structurelles) a également été explorée.
L’article est à retrouver dans son intégralité :
http://dx.doi.org/10.1051/metal/2015039

Contact: Arnold Mauduit – Tél.: 02 48 48 01 11

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Top départ pour la plate-forme partagée de fabrication additive

Top départ pour la plate-forme partagée de fabrication additive

Objectifs : Accompagner les industriels de la Région Centre-Val-de-Loire dans la maîtrise de cette technologie et leur permettre de garder une longueur d’avance sur les marchés.

Début décembre, la machine de fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre aluminium et acier maraging, mise à la disposition des
industriels, en temps partagé va être installée sur le site de Lahitolle – Bourges TechnoPôle, dans les locaux du Cetim-Certec.

L’engouement des industriels pour la fabrication additive est réel. Si certains ont déjà investi dans des machines spécialisées, d’autres s’interrogent encore sur la maîtrise effective de la technologie, les différents procédés, l’intérêt économique et les perspectives de marchés.

Bien se préparer à investir:

La nouvelle unité pilote à dispositif partagé (UPDP) mise en place au Cetim-Certec à Bourges, vise à répondre à ces préoccupations. Baptisée Supchad (Supply Chain aéronautique et défense), l’UPDP cible d’abord les secteurs de l’aéronautique, la défense, l’aérospatiale, l’automobile de compétition ou de très haut de gamme. La machine (SLM 280) permettra de réaliser des pièces en aluminium et en acier maraging. Sa mise en place, l’accompagnement dédié et la fabrication de pièces types représentent un investissement d’1 M€. L’objectif est que les industriels puissent piloter une telle machine et réaliser leur propre investissement d’ici deux ans. Plusieurs
entreprises, des PME ainsi que des grands groupes ont déjà répondu présents.

Garder une longueur d’avance:

Soutenue financièrement par la Région Centre-Val-de-Loire, la communauté d’agglomération Bourges Plus, le Conseil départemental du Cher et le Fonds européen de développement régional (Feder), cette UPDP bénéficie également de l’appui de laboratoires de recherche. Un programme de recherche et de développement dédié est initié également pour diffuser rapidement les résultats de l’expérience et les avancées acquises lors de ces productions. Il intègre 5 dominantes : conception (optimisation topologique, reconception de pièces); approvisionnement des poudres (diversification du sourcing) ; maîtrise du procédé et de la machine (construction des pièces et répétabilité du procédé); post-traitements (traitements thermiques et parachèvement des pièces) ; contrôles qualité.

Les moyens mutualisés:

• Machine SLM 280 HL. Vitesse de fabrication : environ 20 cm3/h. Épaisseur des couches : 20 à 100 μm. Laser à fibre de 400 w, machine conçue par SLM Solutions.
• Logiciels Magics (Préparation des supports de construction, Materialise) et Inspire (Optimisation topologique, Altair)
• Scie à ruban (pour désolidariser les pièces du plateau de fabrication).
• Four de traitement thermique (détentionnement et optimisation métallurgique).
• Aspirateur Atex.
• Sableuse.
• Loupe numérique…

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