Un partenariat technologique pour développer des pièces AM durables pour des environnements marins hostiles
Renishaw, spécialiste de la fabrication additive métallique, s’est associé à Metalpine, producteur autrichien de poudres métalliques haut de gamme, afin de développer des solutions destinées aux environnements marins les plus exigeants. Ensemble, ils ont mis au point des alliages cuivre-nickel (CuNi) adaptés à l’impression 3D et permettant à une force navale européenne de fabriquer localement ses pièces de rechange grâce au système RenAM 500Q Flex.
Opérer dans des environnements salins présente des défis pour les opérations navales, les composants hydrauliques et d’autres pièces essentielles soumis à une usure et une corrosion accélérées. En réponse à cette problématique, et pour ne pas dépendre de chaînes d’approvisionnement étendues, la force navale en question a choisi de produire ses pièces en poudre CuNi directement grâce au système Renishaw RenAM 500Q Flex, afin de réduire sa dépendance aux chaînes d’approvisionnement traditionnelles.
Réalisées à partir d’un alliage cuivre-nickel, les poudres CuNi créent une couche protectrice sur la surface des composants, empêchant la dégradation. Cela les rend particulièrement durables dans les conditions maritimes hostiles où les pièces sont constamment exposées à l’humidité et aux agents corrosifs contenus dans l’eau de mer.
Les équipes de Renishaw et Metalpine ont collaboré pour développer deux compositions : CuNi 10 (10 % de nickel, 90 % de cuivre) et CuNi 30 (30 % de nickel, 70 % de cuivre), chacune avec des propriétés spécifiques afin de répondre aux contraintes de fabrication et d’usage. « Metalpine utilise un processus stable et exceptionnellement efficace pour fabriquer des poudres métalliques de haute qualité axées sur des particules ayant une haute sphéricité et sans porosité. Il est donc simple pour nous de développer et de produire de nouvelles poudres, explique Gerald Pöllmann, PDG de Metalpine. Collaborer avec les ingénieurs AM de Renishaw a été une excellente expérience. L’équipe a rapidement partagé ce qu’elle avait réalisé avec nos poudres lors de son processus de qualification ; cela nous a permis de créer et de livrer des poudres qui conviennent parfaitement à l’application. »
Changer facilement de poudre et réaliser des essais avec des volumes réduits
Les poudres ont été utilisées dans le RenAM 500Q Flex, un système de fabrication additive métalliques avancé conçu pour la R&D et les applications de pré-production. Dotée d’un système à boucle ouverte, celle-ci permet de changer facilement de poudre et de réaliser des essais avec des volumes réduits, seulement 0,25 litre avec l’accessoire de volume de construction réduit (RBV) et tout en conservant les conditions de production à grande échelle. « Les poudres métalliques fabriquées avec du cuivre sont complexes à traiter en impression 3D, ajoute Alex Garcia, ingénieur en conception et applications AM chez Renishaw. Le CuNi 10 est un matériau hautement réfléchissant et résistant à l’énergie laser, tandis que le CuNi 30, en raison de sa teneur en nickel plus élevée, est plus facile à traiter ».
En tirant parti de la technologie avancée de fusion laser de Renishaw, des études approfondies ont ainsi pu être réalisées afin d’affiner les paramètres de puissance des lasers, ajuster la vitesse de balayage et la distance de hachage de manière à optimiser le processus de fabrication avec ces matériaux. « Avec ces paramètres précisément déterminés, nous avons pu surmonter les défis liés au matériau, garantissant des pièces de haute qualité et durables, capables de résister aux environnements marins. Cette optimisation améliore non seulement la résistance et la longévité des pièces, mais garantit également des résultats stables dans le temps, même dans des conditions difficiles. »
Résultat : des composants robustes, imprimés localement, capables de résister aux environnements marins extrêmes. Ce partenariat entre Renishaw et Metalpine illustre ainsi le potentiel de la fabrication additive pour les opérations navales : plus de flexibilité, des délais réduits et une meilleure maîtrise des approvisionnements.
Il est possible de venir découvrir Tempus et son potentiel sur le salon 3DPrint, du 3 au 5 juin prochain à Lyon, sur le stand Renishaw n°A23.
Tempus, ce nouvel algorithme dédié à la fabrication additive,
à découvrir sur 3DPrint
La technologie Tempus se présente comme un nouvel algorithme de numérisation dédiés aux systèmes de fabrication additive métallique de la série RenAM 500. Celui-ci donne la possibilité d’augmenter de façon significative la productivité sans pour autant compromettre la qualité des pièces obtenues par fusion laser sur lit de poudre.
Cette technologie permet aux lasers du système de se déclencher pendant que le dispositif d’étalage de la poudre se déplace, réduisant ainsi jusqu’à neuf secondes le temps de réalisation de chaque couche. Lorsqu’il s’agit de milliers de couches, cela peut diminuer le temps de construction total de plusieurs dizaines d’heures. En réduisant le temps machine par pièce, les utilisateurs bénéficient alors d’un coût par pièce inférieur… un gain de temps et de coûts qui maximise le retour sur investissement des machines pour les utilisateurs, tout en ouvrant aussi la voie à de nouvelles applications pour la fabrication additive métallique. Enfin, notons que Tempus peut être installé sur les machines de la série RenAM 500 déjà présentes dans l’atelier, et il est aussi intégré par défaut sur les modèles Ultra de la même gamme.
EQUIP PROD – N°159 Avril-Mai 2025