Vous vous souvenez du projet IDAM ? Lancé l’année dernière par 12 partenaires, il a pour but de promouvoir « l’industrialisation et la numérisation de la fabrication additive (FA) pour les procédés de série automobile ». Les partenaires ont travaillé sur plusieurs solutions pour remédier aux limites de la fusion laser sur lit de poudre. La plupart des utilisateurs de la FA reconnaissent que le manque d’automatisation et les coûts élevés de cette technologie font partie de ces limites.
En tant que membre clé du consortium IDAM et hôte de l’une des deux lignes pilotes dans ses installations basées à Bonn, le rôle essentiel de GKN PM consiste à traduire les concepts de développement de processus du côté universitaire en stratégies axées sur les applications du côté industriel.
Forte de son expertise dans la production en série de la métallurgie conventionnelle des poudres et de sa grande expérience dans la fabrication additive métallique, la société a créé un cadre industriel automatisé.
Son installation basée à Bonn comprend un portefeuille de plusieurs systèmes de FA tels que la FA de jet de liant et la Multi Jet Fusion, des technologies qui s’inscrivent bien dans l’approche modulaire du projet IDAM. En effet, cette approche permettra aux partenaires de connecter numériquement ces technologies et d’explorer de nouvelles possibilités.
En collaboration avec le groupe BMW, GKN PM partage des informations clés sur le processus de qualification et soutient les PME qui développent les modules de la ligne pilote.
La création d’une architecture numérique reste l’une des phases les plus difficiles
Une exploration approfondie des principales phases d’un processus de production AM (phases de pré-impression, d’impression et de post-impression) soulève la nécessité de créer une architecture numérique, qui couvrirait l’ensemble de la chaîne du processus AM. Cette architecture numérique serait cruciale pour assurer une bonne communication entre les modules de la chaîne de processus AM et atteindre la fiabilité requise pour la production en série.
Pour les partenaires, l’obstacle réside dans la création d’une solution de guichet unique pour les différents systèmes de fusion laser sur lit de poudre (LPBF en anglais) qui varient tous dans leurs interfaces avec la chaîne de processus. En effet, en raison de la nature diverse des systèmes LPBF, il est assez délicat de mettre en place une interface à la fois fiable et flexible.
Le spécialiste de la métallurgie des poudres est actuellement en train de valider le système quad-laser EOS M300-4 qui a été récemment installé dans son installation. Afin de développer la productivité de la machine, la société a identifié un matériau de poudre métallique appelé DP 600. Il s’agit d’un acier biphasé qui peut être personnalisé davantage en utilisant des méthodes de traitement thermique.
Le matériau atomisé au gaz présente un taux d’allongement de 13% (tel que construit) jusqu’à 22% (avec traitement thermique), et une résistance à la traction de 950 MPA (tel que construit) jusqu’à 700 MPA (avec traitement thermique). D’autres possibilités de réduction du coût par pièce peuvent être réalisées en utilisant des poudres atomisées à l’eau pour de futures applications.
En plus de sa validation sur le système quad-laser EOS M300-4, ses propriétés personnalisables en font un candidat idéal pour l’industrialisation de la FA sur le marché automobile.
« Nous sommes maintenant à mi-chemin de la feuille de route de l’IDAM », déclare Sebastian Blümer, directeur de la technologie de FA laser chez GKN Powder Metallurgy. « Actuellement, nous sommes en phase de vérification des concepts des modules de la ligne pilote. Nous nous préparons à recevoir les modules restants d’ici le début de 2021, ce qui nous donnera environ un an pour les tester et les qualifier. En d’autres termes, l’architecture numérique est presque terminée et nous nous tournons maintenant vers la phase de prototype. Nous sommes impatients de connecter les modules de la ligne pilote à nos systèmes internes pour simuler le flux de travail de l’IDAM ».
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