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SystemX automatise l'impression 3D par dépôt de fil métallique

Alexandre Couto
SystemX automatise l'impression 3D par dépôt de fil métallique

Hélice Imprimée grâce au procédé WAAM

© Damen Shipyards Group

L'impression 3D métallique à le vent en poupe. Parmi les procédés, le dépôt de fil métallique par arc électrique (WAAM) est particulièrement prometteur mais encore inadapté à un usage à grande échelle. SystemX, en collaboration avec la plateforme Additive Factory Hub, met au point les outils numériques qui faciliteront son automatisation.

L’institut de recherche et de technologie (IRT) SystemX, spécialisé dans l’ingénierie numérique, a annoncé en début de semaine le lancement d’un projet visant à optimiser la fabrication additive par dépôt de fil métallique. Ce projet baptisé WAS (pour Wire Additive manufacturing process simulation) vise à mettre au point des outils numériques optimisant les paramètres du procédé WAAM (Wire and Arc Additive manufacturing). Celui-ci, s’inspirant de la soudure traditionnelle, consiste à déposer un fil fondu au moyen d’un arc électrique. Selon SystemX, cette technologie, bien que connu depuis de nombreuses années, connaît un véritable regain auprès des industriels car elle permet de réduire les risques sur la santé et l’environnement, liés à l’utilisation des poudres métalliques, tout en conservant un taux de dépose matière relativement élevé. De plus, et contrairement aux autres procédés, le WAAM peut également être utilisé dans le cadre de réparations de pièces existantes.

Modéliser le procédé

Malgré ces avantages, ce procédé n’est pas encore pleinement automatisé, limitant ainsi son implantation dans les usines. Le projet WAS, qui sera conduit sur une durée de 42 mois en partenariat avec la plateforme « Additive Factory Hub » (AFH) pilotée par le CETIM sur le pôle de Saclay en région parisienne, devra lever les verrous technologiques pour faciliter cette automatisation. 
Pour y parvenir, trois objectifs intermédiaires ont été définis : l’élaboration d’un jumeau numérique du système d’impression, la modélisation du procédé en lui-même et enfin la mise au point de stratégies de production pour atteindre les critères de qualité définis pour des applications dans le domaine de l’exploitation pétrolière.

Un démonstrateur à court-terme

Ces travaux permettront d’optimiser la position de la torche électrique, ainsi que son comportement cinématique, pour limiter les déformations des pièces finales et renforcer leurs propriétés mécaniques. L’acier, l’inox et le titane sont les principaux matériaux étudiés.
Le projet WAS est mené avec l’appui d’Air Liquide, EDF, Safran et Valourec, quatre partenaires industriels, également associés à la plateforme AFH. Les modélisations multi-physiques aboutiront dans quelques mois à la mise au point d’un démonstrateur logiciel qui permettra de définir et d’analyser l’influence des stratégies mises en œuvre sur le procédé WAAM sur la pièce finie. 

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