nouvelles de l'entreprise L'impact de la fabrication additive sur la production de brides

Le paysage de la fabrication métallique est en pleine révolution grâce à la fabrication additive (FA), communément appelée impression 3D. Alors que les procédés de fabrication traditionnels comme le forgeage et le moulage ont longtemps dominé la production de brides métalliques, la FA présente un potentiel naissant mais intrigant pour perturber les méthodes conventionnelles, offrant une liberté de conception inégalée, une réduction des déchets de matériaux et une production localisée.

Comment fonctionne la fabrication additive pour les métaux :

La FA construit des pièces métalliques couche par couche à partir d'un modèle 3D numérique. Les méthodes courantes pour les brides métalliques comprennent :

• Fusion sur lit de poudre (PBF) :(par exemple, fusion sélective par laser (SLM), fusion par faisceau d'électrons (EBM)) Un laser ou un faisceau d'électrons fait fondre sélectivement des couches de poudre métallique, les fusionnant ensemble.
• Dépôt d'énergie dirigée (DED) :(par exemple, mise en forme nette par laser (LENS), fabrication en forme libre par faisceau d'électrons (EBF3)) Une source d'énergie focalisée (laser, faisceau d'électrons) fait fondre du fil ou de la poudre métallique au fur et à mesure de son dépôt, construisant la pièce.

Impacts et avantages potentiels pour la production de brides :

1. Liberté de conception et personnalisation :

   • Géométries complexes : La FA peut créer des structures internes complexes, des chemins d'écoulement optimisés ou des fonctionnalités intégrées (comme des orifices de capteurs ou des canaux internes pour le refroidissement/chauffage) qui sont impossibles ou trop coûteux avec les méthodes traditionnelles. Cela pourrait conduire à des brides avec des performances améliorées, un poids réduit ou une fonctionnalité intégrée.
   • Personnalisation : Production rapide de brides personnalisées ou uniques pour des applications spécifiques, des modernisations ou des exigences d'interface uniques sans avoir besoin d'outillage ou de moules coûteux. Ceci est particulièrement bénéfique pour les installations industrielles hautement spécialisées.

2. Réduction des déchets de matériaux :

   • La fabrication soustractive traditionnelle (usinage) commence par un gros bloc de matériau et en retire une grande partie sous forme de copeaux. La FA construit des pièces uniquement là où le matériau est nécessaire, ce qui réduit considérablement les déchets de matériaux et améliore l'efficacité d'utilisation des matériaux. Ceci est particulièrement bénéfique pour les alliages haute performance coûteux.

3. Délais de livraison plus courts et production à la demande :

   • La FA peut réduire considérablement le cycle de production, en particulier pour les pièces complexes ou personnalisées, car elle contourne la nécessité de matrices de forgeage ou de modèles de moulage.
   • Cela permet des capacités de « production à la demande », réduisant les coûts de stockage des stocks et améliorant la réactivité aux besoins urgents ou aux pannes.

4. Production locale :

   • Les installations de FA peuvent être situées plus près du point d'utilisation, réduisant les coûts de transport et les complexités de la chaîne d'approvisionnement. Cela pourrait renforcer la résilience des chaînes d'approvisionnement mondiales.

5. Nouveaux alliages et propriétés des matériaux :

   • La FA peut traiter des alliages difficiles à forger ou à mouler, ou même créer de nouveaux alliages avec des propriétés sur mesure.
   • Elle permet également d'utiliser des matériaux à gradient fonctionnel, où la composition ou la microstructure du matériau change progressivement au sein d'une même pièce pour optimiser les performances dans différentes sections (par exemple, une face résistante à la corrosion avec un corps à haute résistance).

Défis et limites pour la production de brides :

1. Propriétés des matériaux et certification :

   • Les pièces fabriquées par FA peuvent avoir des microstructures et des propriétés mécaniques différentes (par exemple, anisotropie, porosité) par rapport aux pièces forgées ou moulées. S'assurer que ces propriétés répondent aux exigences strictes des composants résistant à la pression (résistance, ténacité, résistance à la fatigue) est un obstacle majeur. Un post-traitement important (par exemple, pressage isostatique à chaud - HIP, traitement thermique) est souvent requis.
   • L'obtention des certifications nécessaires et le respect des codes industriels (par exemple, ASME B16.5, codes des appareils à pression) pour les brides produites par FA constituent un effort important en cours.

2. Finition de surface :

   • Les pièces fabriquées par FA ont généralement des surfaces « telles qu'imprimées » plus rugueuses que les pièces usinées. Cela nécessite un post-usinage important pour obtenir les finitions de face de bride précises nécessaires pour une étanchéité efficace.

3. Coût et échelle :

   • Actuellement, la FA est plus rentable pour les pièces complexes, à faible volume ou hautement personnalisées. Pour la production de masse de brides standard, les méthodes traditionnelles restent plus économiques.
   • Les limites de taille des machines de FA actuelles peuvent également être un facteur pour les très grandes brides.

4. Contrôle qualité et inspection :

   • Garantir la qualité interne et l'absence de défauts dans les pièces fabriquées par FA nécessite des techniques d'essais non destructifs avancées.

Bien qu'elle ne soit pas encore une méthode de production courante pour toutes les brides métalliques, la fabrication additive est très prometteuse. À mesure que la technologie mûrit, que les propriétés des matériaux s'améliorent et que les cadres réglementaires s'adaptent, la FA est sur le point de devenir un outil précieux dans l'industrie des brides, en particulier pour les applications spécialisées, haute performance et personnalisées, repoussant les limites de ce qui est possible dans la connexion des systèmes industriels.