Une solution processus-machine-outil innovante pour la chaîne de valorisation du secteur de la fabrication
Les machines hybrides devraient tenir lieu de solution industrielle permettant de produire des composants très complexes. Elles peuvent rassembler plusieurs procédés, tels que le dépôt de métal par laser (LMD pour «laser metal deposition») au sein d’une seule machine capable de mener à bien l’ensemble du processus de fabrication de ces pièces. Si de nombreuses machines hybrides existent déjà sur le marché, elles ne possèdent pas la maturité technologique nécessaire pour l’industrie et il faut encore procéder à des recherches complémentaires pour développer leurs éléments auxiliaires, notamment les solutions logicielles, la surveillance et le contrôle. Cela représente des enjeux majeurs pour leur commercialisation et leur adoption sur le marché. Dans ce contexte, le projet PARADDISE, financé par l’UE, a pour objectif de fournir aux acteurs de la chaîne de valorisation de la fabrication les connaissances, les outils et les composants nécessaires à une technologie de fabrication hybride qui associe une technique de fabrication additive (FA), connue sous le nom de LMD, à des processus d’usinage conventionnels (fraisage et tournage). «Nous avons voulu effectuer un saut quantitatif et qualitatif dans les technologies laser de FA destinées à produire des composants métalliques en améliorant la fiabilité du processus de LMD et son intégration avec les processus soustractifs, ainsi qu’en développant un ensemble d’outils et de technologies ad hoc qui facilitent l’intégration du LMD avec des méthodes de fabrication conventionnelles consolidées», explique Amaia Alberdi, coordinatrice du projet.
Vers un processus de fabrication combiné
Pour atteindre ses objectifs, le projet PARADDISE a mis au point plusieurs outils, en particulier une base de données sur les matériaux et les procédés, des technologies assistées par ordinateur, un système de contrôle de l’épaisseur des couches et des composants intelligents tels qu’une alimentation de poudre intelligente et une tête LMD. Ces outils ont permis de jeter les bases des onze résultats exploitables du projet. «L’un d’eux est une machine hybride dédiée au LMD et à l’usinage, avec des technologies intelligentes intégrées ainsi qu’un système de contrôle du processus LMD pour le métal et une base de données concernant les matériaux et les processus LMD», ajoute Amaia Alberdi. Cette base de données comprend douze tableaux techniques contenant des informations pertinentes telles que la productivité, la géométrie et l’efficacité de la poudre. La solution de processus combiné de PARADDISE a été intégrée dans la machine hybride IBARMIA ZVH45/1600 Add+Process. Amaia Alberdi fait remarquer: «Cette machine est un centre d’usinage à cinq axes hautement productif, avec une architecture à table fixe et à colonne mobile. Elle est capable de mettre en œuvre divers processus de fabrication.» L’intégration, couplée à deux cas d’utilisation, a permis de valider la solution. Les fabricants de composants métalliques à valeur ajoutée ont ainsi la possibilité de produire des pièces fiables et de haute qualité, en utilisant moins de matériaux et moins de ressources énergétiques. Cela permettra de réduire les coûts de fabrication tout en augmentant les possibilités d’adoption de la solution dans d’autres segments de marché.
Quel avenir pour cette solution?
L’équipe du projet va promouvoir sa solution auprès de partenaires et de réseaux industriels. Elle prévoit également d’évaluer son intégration dans d’autres centres d’usinage dont l’architecture diffère de celle du fabricant IBARMIA. «Il s’agit d’élargir le marché cible et de trouver de nouveaux cas d’utilisation pour appliquer notre concept hybride.» Les résultats de PARADDISE devraient également déboucher sur des créations d’emplois. «Cela concernera des profils qualifiés tels que des ingénieurs logiciels pour les technologies CAx de PARADDISE, des ingénieurs d’études pour concevoir des composants et des équipements appropriés, des ingénieurs de production pour soutenir la fabrication personnalisée et à la demande de pièces complexes, etc.», conclut Amaia Alberdi. Ces nouveaux emplois s’ajouteront à ceux créés par l’écosystème de services PARADDISE, qui couvre l’ensemble des services tout au long du cycle de vie des produits mécaniques à géométrie complexe.
Mots‑clés
PARADDISE, LMD, machine hybride, composants métalliques, dépôt de métal par laser, fabrication additive