La fabrication additive nécessite le savoir-faire des spécialistes en poudres

Impression 3D industrielle – également appelée fabrication additive ou générative – continue de gagner rapidement en importance. De nouveaux domaines d’application émergent, le développement des matériaux et l’optimisation des processus progressent constamment. Beaucoup des matériaux utilisés ici sont sous forme de poudres et nécessitent, lors de la fabrication, de la assurance qualité, du traitement et de la logistique, le savoir-faire de spécialistes en poudres. Leur forum d’innovation est le salon de référence pour les poudres, granulats et matières en vrac POWTECH, qui se tiendra cette année du 30 septembre au 1er octobre 2020 en tant qu’édition spéciale à Nuremberg. Avec un concept adapté en raison des impacts mondiaux du COVID-19, l’édition spéciale POWTECH de cette année se concentre sur le transfert de connaissances – notamment sur le thème de l’impression 3D.

Le prototypage rapide, c’est-à-dire la construction de modèles illustratifs et fonctionnels, a constitué l’origine de la fabrication additive. L’avantage décisif – la réduction de tous les cycles de développement, de fabrication et de lancement sur le marché – a permis à cette technologie de faire son entrée dans la production en série. La personnalisation sans problème des produits ou l’intégration de fonctionnalités supplémentaires se réalisent ainsi en moins de temps et à moindre coût. La fabrication additive offre ainsi aux entreprises une opportunité exceptionnelle de se différencier de la concurrence, d’agir plus rapidement et de produire de manière plus respectueuse des ressources.

Cette méthode de fabrication s’est désormais imposée dans de nombreux secteurs. Elle ouvre de nouvelles possibilités aussi bien dans des domaines exigeants tels que la santé, l’automobile & mobilité ou l’aérospatiale, que sur des marchés de masse comme le style de vie & les biens de consommation ou la production & l’industrie. L’objectif principal reste toujours de se différencier par l’impression 3D industrielle et de rester tourné vers l’avenir.

20 instituts forment une alliance pour la fabrication générative

La complexité et la diversité de cette technologie de fabrication innovante nécessitent une coordination optimale, tâche confiée à l’alliance Fraunhofer « Fabrication Générative » créée à cet effet. Elle regroupe vingt instituts Fraunhofer en Allemagne, qui se consacrent – en se concentrant sur les thèmes de recherche des matériaux, de la technologie, de l’ingénierie, de la qualité et des logiciels & simulation – à la problématique de la fabrication additive. Elle couvre ainsi toute la chaîne de processus.

La recherche sur les matériaux apporte des réponses aux questions actuelles dans les domaines de l’énergie, de la santé, de la mobilité, des technologies de l’information et de la communication, ainsi que dans la construction et l’habitat. Les matériaux légers modernes permettent d’économiser des coûts et de l’énergie, les micro-cells à combustion céramiques alimentent les appareils électroniques, et de nouveaux matériaux issus de ressources renouvelables allègent l’impact environnemental. Dans le domaine de la fabrication additive, les instituts de l’alliance se concentrent sur les matériaux suivants :

- Métaux – aciers, titane et aluminium
- Céramiques – oxydes, carbures, silicates et céramiques bioactives
- Plastiques – polymères et matériaux thermoplastiques

Les poudres métalliques, céramiques et polymères servent directement ou intégrées dans des filaments comme matière première pour la majorité des procédés de fabrication additive. Leur morphologie et leur composition chimique influencent non seulement leur maniabilité lors du processus de fabrication, mais aussi de manière significative les propriétés finales des pièces. En tant que fondation pour de nouveaux produits innovants ainsi que pour l’optimisation des processus de fabrication additive, l’institut Fraunhofer utilise des technologies pour adapter les matériaux en poudre aux processus de fabrication et aux propriétés des produits. Ces matériaux en poudre sont recouverts à l’aide de la déposition physique en phase vapeur (PVD) ou de la déposition par couches atomiques (ALD) d’une fine couche. Selon le matériau de la couche utilisée, différentes fonctions peuvent être abordées. Par exemple, la couche peut servir au micro-alloyage des poudres métalliques, pour optimiser de manière ciblée des propriétés critiques du matériau (tendance à la fissuration, ductilité, etc.). La fluidité peut également être considérablement améliorée, permettant de traiter des poudres fortement agglomérées. De plus, la conductivité électrique des poudres – donc du composant final – peut être ajustée, tout comme leur résistance à la corrosion. Les développements futurs visent, par exemple, la déposition de couches durs fines, ouvrant de nouvelles possibilités pour le développement de matériaux. La mise à l’échelle vers des volumes de production plus élevés est également une priorité pour permettre une application industrielle.

En outre, l’alliance Fraunhofer Fabrication Générative propose des matériaux adaptés individuellement pour des applications spécifiques, des processus isolés ainsi que des chaînes de processus complètes – en tenant compte également des technologies conventionnelles.

POWTECH 2020 Édition Spéciale : Réseautage sécurisé

Le salon professionnel POWTECH offre aux spécialistes des industries de processus et aux ingénieurs qui misent sur la technologie d’avenir de la fabrication additive ou générative, un environnement idéal pour un transfert de connaissances, allant de l’analyse des particules aux étapes clés du mélange, du tamisage, de la séparation et du tri, jusqu’aux thèmes de la pulvérisation, du stockage et de la logistique des poudres. Des solutions pour le dépoussiérage des poudres métalliques seront également présentées lors de POWTECH. La version de cette année met particulièrement l’accent, en raison des impacts mondiaux de la pandémie de coronavirus, sur la transmission du savoir. Le cœur de l’édition spéciale POWTECH est constitué par les forums spécialisés, qui seront organisés dans deux halls d’exposition en respectant toutes les consignes de sécurité. L’exposition accompagnante offre à tous les exposants la possibilité de présenter leurs innovations de manière efficace et attrayante. Des concepts de stands prédéfinis et des espaces de réunion spacieux garantissent le respect de toutes les règles d’hygiène et de sécurité. Certaines parties du programme technique seront disponibles en ligne pour les participants après l’événement.