Une journée dédiée à la fabrication de composants mécaniques a été organisée le 6 octobre dernier par l’Irepa Laser sur son site de Strasbourg.

Les différents exposés se sont intéressés à la fabrication d’objets métalliques réalisés par l’un ou l’autre des procédés suivants :

• - Microfusion et solidification de poudres.
• - Frittage laser de poudres, suivi, si nécessaire, de traitement en four.
• - Superposition de tôles prédécoupées et collées pour construire au final, la forme de pièces recherchées (strato-conception).

Le principe est le même pour les fabrications de pièces en microfusion ou frittage :

• - Constitution d’un fichier numérique 3D (par tout moyen : calcul, tomographie X, palpeur contact…reverse engineering par exemple).
• - Transformation en fichier STL (Steréolithographie = découpage virtuel tranche par tranche 16 à 100 µm).
• - Introduction dans le logiciel de la machine et début des opérations.
• - Dépôt d’une couche de poudre au rouleau.
• - Passage sélectif du laser (sur les zones à durcir).
• - Réitération couche à couche de l’opération.

Au final, on trouve la pièce réelle, cachée dans la poudre, au gré du dessin CAO. On recycle la poudre non polymérisée (poudre 2^e choix).

1/ Fabrication directe d’objets métalliques par fusion de poudre (Direct Laser Melting DLM)

Au cours de cette journée, il a été montré qu’il était possible de fabriquer des pièces métalliques denses (densité > 99 %) par l’une ou l’autre des techniques :

• - Procédé par lit de poudre et fusion sélective par faisceau laser ou faisceaux d’électrons. La poudre métallique est déposée puis fondue couche à couche (couches de 20 à 40 µm d’épaisseur). En fin d’opération, on sépare la poudre non fondue de la pièce finie. Des pièces multimatériau peuvent être réalisées s’il est possible de superposer les poudres d’analyses différentes.
• - Fusion de couche de poudre par faisceau d’électrons (Arcam).
• - Fusion par laser (Trumpf, MTT Group Realizer, Concept laser, EOS, Phenix Systems).
• - Apport direct de poudre dans le laser: la pièce se construit en 3D.
• - Optomec avec LENS Technology (laser de haute puissance pour fusion).
• - Trumpf avec la technologie POM Group Inc avec un laser CO₂ 5kW Direct Metal Deposition.
• - Irepa Laser et partenaires : procédé CLAD.

2/ Fabrication par dépôt de poudre métallique, frittage sélectif suivi d’un éventuel traitement thermique (Laser Sintering)

Le procédé consiste à fritter de la poudre métallique, de composition définie et contenant un liant, par passage d’un laser, couche à couche puis, le cas échéant, à cuire la pièce obtenue.

3/ Stratoconception

Sur le principe du découpage couche à couche virtuel + réel, la société Cirtes s’est fait une spécialité de grandes pièces reconstituées couche à couche de tôles d’acier découpées - usinées, superposées, assemblées par collage ou autre. Les pièces réalisées servent à des validations avant réalisation d’un process plus complexe et plus coûteux.

Les pièces métalliques créées…

La société BV Proto, basée à Morteaux, fabrique des pièces en petites séries, par micro-fusion au laser de poudres métalliques avec une machine EOS. Cette société a été plusieurs fois primée aux AEPR (Assises européennes du prototypage rapide).

Le Lermps-UTBM (Laboratoire d’études et de recherches sur les matériaux, les procédés et les surfaces et l’Université technologique de Belfort Montbéliard) pratique la micro-fusion laser sur lit de poudres (SLM Selective Laser Melting) avec une machine SLM 250 MCP - Réalizer. L’UTBM est capable d’élaborer des poudres de composition voulue (atomisation gaz). C’est une de leurs spécificités (contrairement aux autres sociétés qui achètent des poudres titrées).