Le titane et ses alliages ont été utilisés avec succès dans de nombreuses industries, mais c’est le secteur aérospatial qui en a tiré les principaux avantages. Le titane a une très grande résistance et une faible masse, ce qui lui confère le rapport résistance/poids tant convoité, ainsi qu’une résistance chimique et à la corrosion et une capacité à travailler dans des environnements à haute température. Le titane a été et continue d’être un alliage important pour l’aviation civile et militaire.
Dans un monde post-Brexit, Covid et au milieu du conflit en Ukraine, ainsi que des tensions croissantes dans le Pacifique Sud, il existe une situation géopolitique dans laquelle les besoins futurs en titane dans le secteur aérospatial sont mis en danger pour l’approvisionnement. La Russie et l’Ukraine contribuent depuis longtemps au marché de l’approvisionnement en titane et, dans toute l’Europe de l’Ouest, il n’y a pas une seule capacité capable de traiter le titane sous sa forme la plus brute, l’éponge. Aux États-Unis, le ministère de la défense a répondu à des préoccupations similaires en finançant de manière significative des opérations visant à produire ce minéral essentiel sur le territoire. Le monde occidental ressent les mêmes difficultés.
Le graphique ci-dessous montre le flux standard de titane, de la source à la fin de vie :
Les États-Unis utilisent déjà beaucoup mieux le titane provenant de la fin de vie et de la ferraille à terre que le Royaume-Uni et l’Irlande. C’est bien sûr une excellente chose, mais cela ne répond pas vraiment au besoin de sécurité de l’approvisionnement pour la fabrication à haute valeur ajoutée et ne permet pas de minimiser l’impact que les conflits peuvent avoir sur l’accès et le coût.
En nous concentrant sur le Royaume-Uni et l’Irlande, nous pouvons voir les quantités relatives de titane et le flux qu’elles empruntent à travers les voies verticales de traitement et d’industrie. Que la fin de vie soit à court ou à long terme, il n’existe pas de capacité de recyclage significative. Jusqu’aujourd’hui.
La société Additive Manufacturing Solutions Ltd (AMS), basée dans le Lancashire, au Royaume-Uni, a mis au point une solution aux problèmes d’approvisionnement en titane auxquels est confrontée la fourniture de poudres métalliques pour la fabrication additive.
AMS est un expert en fabrication additive métallique grâce à son académie de formation, l’AMA, et à l’excellence de ses processus. Le dernier élément à prendre en compte est sa capacité de développement de matériaux. AMS dispose de procédés de fabrication additive à base de poudres métalliques dans lesquels la source d’énergie, faisceau d’électrons ou laser, fait fondre la poudre dans ces zones définies de manière sélective.
Le marché mondial de la poudre de titane ne représente qu’une fraction du marché mondial du titane et les fluctuations de l’offre induites par les conflits ont un impact plus important sur le marché de la poudre de titane. Au cours des derniers mois, la disponibilité de la poudre de titane et les prix ont oscillé entre 150 et 275 dollars par kilogramme, avec des délais d’approvisionnement pouvant aller jusqu’à cinq mois dans certains cas. Avec le programme mondial d’avions de combat (GCAP), l’alliance AUKUS pour la fourniture de sous-marins et un marché dynamique au Royaume-Uni et aux États-Unis pour la fabrication de produits spatiaux, le besoin de titane et l’opportunité de la FA sont importants, mais le risque d’approvisionnement est également élevé.
AMS a donc mis au point une solution appelée R2. AMS a reçu un financement d‘Innovate UK pour renforcer la faisabilité technique de son approche théorique de la transformation des pièces d’avion en poudre. Ce projet a été couronné de succès et le processus a été optimisé. Le premier grand client d’AMS a été le ministère de la défense (MoD). En raison de la disponibilité de pièces d’avion en titane comme source d’approvisionnement potentielle, le MoD souhaite et peut jouer un rôle clé dans l’approvisionnement futur du produit à haute valeur ajoutée de l’économie circulaire d’AMS, une poudre de titane recyclée. Utilisé à 100 % ou en mélange recyclé (comme de nombreux emballages alimentaires), AMS peut contribuer à l’atténuation des risques de la chaîne d’approvisionnement pour le Royaume-Uni et ses alliés, mais il est peut-être plus important encore qu’il joue un rôle clé dans la construction d’un avenir plus durable.
La FA est souvent présentée comme un processus de fabrication durable en raison de sa capacité à produire un minimum de déchets.
Même si on peut faire valoir que l’énergie utilisée pour créer de la poudre par rapport au gaspillage d’énergie dans la production de déchets d’un processus d’usinage, par exemple, en fait un processus très similaire.
L’opportunité unique de refaire des poudres et de créer une opportunité entièrement circulaire offre un potentiel d’économie d’énergie significatif. La matière première du processus R2 n’a pas besoin d’être extraite, épongeée, coulée, forgée et déplacée sur des milliers de kilomètres, de sorte que l’empreinte laissée par le matériau est considérablement réduite. AMS estime que le processus R2 ne crée que 3 % du carbone incorporé d’une poudre produite à l’état vierge.
La sécurité de la chaîne d’approvisionnement, la minimisation de l’impact environnemental, l’augmentation de la résilience et le développement d’un approvisionnement en matières premières au Royaume-Uni sont autant d’éléments développés au Royaume-Uni. AMS a entrepris des développements futurs pour d’autres métaux critiques et d’autres formes, comme le fil et la tige. L’étiquette d’AMS, à savoir des solutions innovantes pour un avenir durable, semble tout à fait appropriée. AMS développe également une variante déployable de cette capacité, permettant une capacité au point de besoin.
Avec un approvisionnement en minerais critiques au cœur de son activité et à l’abri des turbulences géopolitiques du monde dans lequel nous vivons, AMS pense que sa technologie a un brillant avenir. Robert Higham, fondateur et CEO d’AMS, déclare : « AMS a été créée pour apporter son expertise en matière de développement de matériaux et de FA afin de soutenir la croissance de notre industrie. Pour ce faire, la nécessité d’un approvisionnement contrôlé en matières premières est devenue notre mission. Nous avons maintenant prouvé ce qu’il est possible de faire pour les entreprises innovantes et soucieuses du développement durable. N’hésitez pas à nous contacter si vous souhaitez travailler avec nous dans le domaine de l’approvisionnement en matériaux ou de la FA. Ensemble, changeons le monde de la fabrication avancée ».
Pour plus d’informations:
admin@additive-manufacturing.co.uk
www.additive-manufacturing.co.uk
Image de Une: L’image montre l’interaction du laser avec les poudres dans les installations d’AMS. Toutes les images: crédit d’AMS. Cet article a été initialement publié dans le numéro de Mai/Juin de 3D ADEPT Mag.