Usinage par Laser des sysTèmes de Refroidissement en Aéronautique – ULTRA

Le perçage est un procédé couramment utilisé en aéronautique pour usiner les pièces des moteurs afin de les refroidir. Néanmoins, les procédés lasers actuels ne permettent pas de réaliser les perçages de forme sur des matériaux revêtus avec les assurances de qualités, de reproductibilités et de durées de vie requises pour les futurs moteurs. Le projet d?ULTRA (Usinage par Laser des sysTèmes de Refroidissements en Aéronautique) se propose de réaliser une avancée significative dans le procédé de perçage par laser à travers deux sauts successifs : un saut technologique réalisé avec la conception d?une tête de perçage adaptative associée à un système de contrôle de procédé assurant la qualité des perçages en ligne, et un saut scientifique en réalisant les études fondamentales rendues possibles par cette tête de perçage sur les mécanismes d?absorption du laser, les géométries et les endommagements à des propriétés en service des pièces. Les matériaux auxquels ce projet s?intéressera sont des superalliages monocristallins (AM1) et des bases Cobalt (KCN22W) revêtues ou non de barrière thermique. Ce projet est articulé en 4 tâches distinctes. Outre la tache 0 de coordination, la tache 1 concerne l'ensemble des études fondamentales sur le perçage laser aussi bien en percussion, trépanation qu'en ablation. Cette tache se découpe en trois études fondamentales et complémentaires. Elles concernent l'absorption du laser à l'échelle locale, le design d'interface, les effets induits : de la microstructure à la géométrie des pièces en sollicitation. L'objectif de cette tâche est d'approfondir la connaissance des phénomènes internes au perçage dans les régimes d'interaction bas et moyen flux. Cela afin de maîtriser leur incidence sur les microstructures et les propriétés des structures simples. A terme, il s'agit également d'extraire des lois de comportement des différents matériaux et d'évaluer leur influence sur les pièces en fonctionnement. Le saut technologique est réalisé à travers la tâche 2. Il s'agit d'une tête de perçage innovante, permettant l'adaptation des propriétés optiques du laser et un contrôle du procédé au cours du perçage. Enfin la tâche 3, concernent le développement procédé par de nouvelles configurations de perçage et de leur maîtrise. Cette tâche est l?application et l?évaluation des résultats scientifiques et technologiques réalisés dans les tâches 1 et 2. Pour les cas concrets des industriels, le but est de réaliser un transfert industriel et d?évaluer techniquement et économiquement les solutions innovantes en rapport avec les objectifs d?évolution des produits. ULTRA fournira alors un ensemble de connaissances génériques approfondies, d'outils et savoir faire uniques permettant aux utilisateurs industriels d'accroître leur compétitivité et de proposer des solutions innovantes pour le développement des moteurs du futur. L?éventail des partenaires du consortium regroupe un constructeur de source laser (Lasag groupe Swatch partenaire Suisse sur fonds propres) deux utilisateurs industriels de l?aéronautique (Snecma groupe Safran, CRMA groupe Air France), une PME dont le c?ur de métier est l?instrumentation laser (Laser Métrologie) et deux organismes de recherche complètent cet éventail : ARMINES pour sa forte expertise dans les matériaux aéronautique, et le PIMM (coordinateur) pour ses compétences uniques dans les procédés laser.