DS03 - Stimuler le renouveau industriel

Matériaux à caractéristiques contrôlées élaborés par fabrication additive arc-métal – MACCADAM

Résumé de soumission

Les procédés de fabrication additive (FA) ont connu récemment un très large développement, constituant une révolution dans de nombreux secteurs industriels. Ils offrent ainsi la possibilité de développer des pièces de géométrie complexe, de haute tenue mécanique, dans des délais réduits et avec un gain de matière utilisée appréciable. Cependant, les procédés classiques de FA de pièces métalliques souffrent du coût prohibitif des matières premières, sous forme de poudres, et de taux de dépôt faibles, allongeant les délais de réalisation, et limitant les dimensions des pièces élaborées. Dans ce cadre, le projet MACCADAM vise à favoriser l’industrialisation d’un nouveau procédé de fabrication additive arc-métal dérivé du soudage et basé sur le dépôt de couches successives d’un fil fondu à l’arc électrique. Ce procédé original se distingue des autres procédés traditionnels de FA en permettant des taux de matière déposée importants et l’utilisation de produits massifs, de coût réduit et d’usage aisé. MACCADAM souhaite ainsi lever plusieurs verrous limitant encore aujourd’hui l’usage et la diffusion de ce procédé novateur. Ce projet se propose 1) d’identifier les applications potentielles de ce nouveau procédé à partir d’une analyse comparative des caractéristiques respectives du procédé arc-métal et des autres procédés de fabrication de pièces métalliques, 2) d’identifier les paramètres procédé (paramètres énergétiques, gaz de protection, stratégie d’empilement des couches …) conduisant à des caractéristiques géométriques optimales et limitant les distorsions dues aux contraintes résiduelles, pour deux matériaux retenus pour leur intérêt industriel (acier inoxydable 316L et alliage de titane TA6V), 3) de réaliser une caractérisation microstructurale et de tenue en fatigue des matériaux afin de connaître les propriétés d’usage des pièces produites en fonction des paramètres de fabrication employés, et 4) de modéliser le processus de solidification des dépôts afin de prédire par simulation numérique les microstructures formées et le comportement mécanique associé. MACCADAM regroupe des partenaires académiques et industriels spécialisés dans les procédés de fabrication additive (LMGC, Poly-Shape), dans la caractérisation des matériaux (ICA, LGP, LMGC) et dans la modélisation et la simulation numérique des procédés d’élaboration des matériaux métalliques (CEMEF). MACCADAM vise, à terme, à diffuser dans le monde industriel ce procédé, dans un cadre de réalisation maîtrisé, garantissant la production de pièces à haute performance en termes de tenue en service pour un coût réduit.

Coordination du projet

Frédéric Deschaux-Beaume (Laboratoire de Mécanique et Génie Civil)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LMGC Laboratoire de Mécanique et Génie Civil
LGP LABORATOIRE GENIE DE PRODUCTION
ARMINES ARMINES
PS POLY SHAPE
ARMINES (ICA) ARMINES

Aide de l'ANR 709 567 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2018 - 48 Mois

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