La recherche se mobilise autour de l’impression 3D du métal et des céramiques

Afin de relever les défis de la fabrication additive métallique et céramique, treize laboratoires ont décidé de former un Groupement d’intérêt scientifique (GIS). Celui-ci devra les aider à répondre à diverses problématiques et prendra l’appellation « Hautes énergies en fabrication additive » (Head). 

L’impression 3D du métal et de la céramique est aujourd’hui utilisée dans de nombreux secteurs industriels (transport, spatial, biomédical, défense par exemple). Elle permet d’obtenir des objets aux propriétés inédites, non réalisables par des procédés conventionnels. Cependant, de nombreux verrous sont encore à lever pour notamment mieux contrôler les nouvelles propriétés des alliages ainsi mis en forme. Treize laboratoires du CNRS et de ses partenaires et un département de l’Onera s’associent, sur une durée de cinq ans, afin de créer un Groupement d’intérêt scientifique et de répondre à ces problématiques. 

Participer pleinement à l’accélération de l’industrialisation de ces technologies de FA

>> Structure lattice à barreaux (© Institut de mécanique et d’ingénierie de Bordeaux
(CNRS/Université de Bordeaux/Arts et métiers,
sciences et technologies/Bordeaux INP))

La fabrication additive se définit comme l’ensemble des procédés permettant de fabriquer couche par couche, par ajout de matière, un objet physique à partir d’un objet numérique. Des fils de polymère aux poudres de métaux, elle recouvre une grande diversité de matériaux, de procédés et d’usages. Les procédés de fabrication additive appliqués aux céramiques et aux métaux qui utilisent des sources de haute énergie (comme des lasers ou des faisceaux d’électrons) pour faire fondre les matériaux sont les plus récents. Émergents au début des années 2000, ils connaissent actuellement une croissance importante en termes d’applications et d’investissements industriels. 

>> Modélisation thermomécanique d’une pièce hélicoïdale noyée dans son bain de poudre
(© Centre de mise en forme des matériaux (CNRS/Mines Paristech))

L’ambition du Groupement d’intérêt scientifique « Hautes énergies en fabrication additive » (GIS Head) est de participer pleinement à l’accélération de l’industrialisation de ces nouvelles technologies. Du développement de la simulation, pour concevoir les objets numériques initiaux, au contrôle des microstructures et des défauts des pièces produites (défauts de surface, porosités, manques de fusions, taille des grains, texture, etc.) en passant par la formulation des poudres, fils ou filaments, son objectif est d’améliorer les performances de la fabrication additive sur l’ensemble de la chaîne de valeur. Il se positionne sur les problématiques et les verrous les plus fondamentaux, avec toujours une visée vers la maturation et l’exploitation industrielles, en cohérence avec des partenaires régionaux et nationaux. 

>> Multi-cordons par analyse synchrotron in-situ (© laboratoire Sciences et ingénierie, matériaux, procédés (CNRS/Université Grenoble Alpes/Grenoble INP))

Le lancement du GIS Head sera accompagné par la création d’un club d’industriel dont les membres auront un accès privilégié à des rencontres techniques et à des expertises régulières ainsi que des accès prioritaires à la propriété intellectuelle générée par le GIS. 

EQUIP PROD • N°131 Octobre 2021