Renishaw, fournisseur de solutions d’impression 3D, collabore avec Metalpine, producteur de matériaux, au développement d’applications marines. Les deux équipes ont pour objectif de créer des poudres d’alliage cuivre-nickel (CuNi) pour la FA, afin de permettre à une importante force navale européenne de fabriquer des pièces de rechange en interne à l’aide du système RenAM 500Q Flex de Renishaw.
L’exploitation en milieu salin pose des problèmes aux opérations navales, les composants hydrauliques et autres pièces essentielles étant soumis à une usure accélérée et à la corrosion. Plutôt que de s’appuyer sur des chaînes d’approvisionnement étendues, la force navale en question a choisi la fabrication additive de pièces de rechange en interne, en optant pour des pièces en poudre CuNi fabriquées sur un système RenAM 500Q Flex de Renishaw.
Composées d’un mélange de cuivre et d’alliage de nickel, les poudres CuNi créent une couche protectrice à la surface des composants, empêchant leur dégradation. Cela leur confère une grande durabilité dans les conditions marines difficiles où les pièces sont constamment exposées à l’humidité et aux éléments marins. Les ingénieurs de Renishaw et de Metalpine se sont associés pour mettre au point des paramètres de processus adaptés à deux alliages cuivre-nickel spécifiques : CuNi 10, une combinaison de 10 % de nickel et de 90 % de cuivre, et CuNi 30, qui utilise 30 % de nickel et 70 % de cuivre.
« Metalpine utilise un processus stable et remarquablement efficace pour fabriquer des poudres métalliques de haute qualité, axées sur des particules à haute sphéricité et sans pores. Il est donc facile pour nous de développer et de produire de nouvelles poudres », explique Gerald Pöllmann, CEO de Metalpine.« La collaboration avec les ingénieurs en FA de Renishaw a été une expérience formidable. L’équipe a rapidement partagé les résultats obtenus avec nos poudres au cours de leur processus de qualification, ce qui nous a permis de créer et de fournir des poudres parfaitement adaptées à l’application. »
Les poudres ont été utilisées dans l’imprimante 3D RenAM 500Q Flex, un système de poudre en boucle ouverte qui permet un échange de poudre efficace et rapide, ce qui le rend idéal pour le développement et l’optimisation des propriétés des matériaux, des conceptions de pièces et des paramètres de processus. Avec l’accessoire Reduced Build Volume (RBV), il est possible d’effectuer des essais de matériaux avec seulement 0,25 litre de poudre, dans le même environnement de traitement et avec la même optique que le système de production à l’échelle réelle.
« Les poudres métalliques à base de cuivre sont difficiles à traiter par FA. Le CuNi 10 est un matériau très réfléchissant qui résiste à l’énergie laser, alors que le CuNi 30, en raison de sa teneur plus élevée en nickel, est plus facile à traiter », explique Alex Garcia, ingénieur en conception et applications AM chez Renishaw.« En nous appuyant sur la technologie avancée de fusion laser de Renishaw, nous avons mené des expériences approfondies pour affiner les paramètres d’apport d’énergie.Nous avons ajusté la puissance du RenAM 500Q Flex, la vitesse de balayage et la distance de hachurage afin d’optimiser le processus de fabrication avec ces matériaux ».
« Grâce à ces réglages précis, nous avons pu relever les défis posés par le matériau et obtenir des pièces durables et de haute qualité, capables de résister à des environnements marins difficiles. Cette optimisation améliore non seulement la résistance et la longévité des pièces, mais garantit également des résultats cohérents, ce qui permet à notre client du secteur naval de fabriquer des pièces qui fonctionnent de manière fiable dans des conditions difficiles. »
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