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Des alliages d'acier pour des pièces imprimées en 3D de haute résistance

6 Mars 2019, 18:50pm

Publié par Grégory SANT

Une équipe de chercheurs du laboratoire de recherche de l’armée américaine  Combat Capabilities Development Command affirme avoir adapté un alliage d’acier sur mesure pour qu’il soit compatible avec la technologie d’impression 3D par fusion sur lit de poudre. Ce nouveau matériau serait capable de produire des pièces 50% plus résistantes que des matériaux aujourd’hui disponibles sur le marché. Elles seraient également bien plus complexes en termes de géométrie. Un cas d’application assez prometteur pour les forces aériennes américaines !

La fabrication additive a des répercussions dans le secteur militaire, notamment sur toute la partie logistique : la technologie offre aujourd’hui des moyens plus efficaces pour produire des pièces détachées à la demande, améliorant alors les délais de fabrication et les flux d’approvisionnement. Les cas d’application sont toutefois assez limités dans le domaine militaire qui est très exigeant en matière de qualité et certifications. Toutefois, les travaux de recherche présentés par cette équipe de l’armée américaine pourraient accélérer la donne.

armée impression 3D

Crédits photo : David McNally

Un alliage transformé en matériau d’impression 3D

Les chercheurs expliquent qu’ils utilisent le matériau AF96, un alliage d’acier extrêmement résistant, développé à l’origine par l’armée américaine pour fabriquer des bombes bunker buster. Ils l’auraient transformé en poudre pour qu’il soit compatible avec la  technologie de fusion sur lit de poudre, une méthode qui a recours à des faisceaux d’électrons comme source d’énergie pour fusionner une poudre métallique. Le Dr Brandon McWilliams, responsable de la branche science et technologie du laboratoire, affirme que les pièces créées ne sont pour l’instant pas encore tout à fait fiables mais que “la fabrication additive aura un impact énorme sur l’entretien des composants. Elle va vraiment révolutionner la logistique. Au lieu de vous préoccuper de tout transporter dans un camion, tant que vous avez les matières premières et une imprimante 3D, vous pouvez potentiellement fabriquer tout ce dont vous avez besoin.”

Selon l’équipe, la fabrication additive pourrait être particulièrement intéressante pour produire des pièces de rechange pour les véhicules de combat terrestres. La plupart sont actuellement faites d’acier et pourraient donc être facilement remplacées par des pièces imprimées en 3D. On obtiendrait ainsi un résultat plus résistant tout en optimisant sa légèreté et ses coûts. McWilliams affirme en effet que “le matériau que nous avons imprimé et développé est probablement 50% plus solide que tout les matériaux disponibles dans le commerce.”

 
armée impression 3D

David McWilliams (crédits photo : David McNally)

Une qualification en attente

Pour l’instant, les chercheurs ont créé des rotors de ventilateurs imprimés en 3D pour le moteur à turbine d’un de leur réservoir de combat principal. Selon eux, c’est une pièce qui fonctionne mais elle n’est pas encore certifiée. Ils doivent donc prouver que la fabrication additive est un moyen plus fiable et plus intéressant que des méthodes de production classique.

Par conséquent, deux stratégies se mettent progressivement en place : d’un côté les chercheurs imprimeront en 3D des pièces de rechange à la demande pour un meilleur entretien des véhicules sur le champ de bataille, de l’autre, ils produiront des pièces pour des solutions finales. Dans cette optique, ils travaillent avec des équipementiers et partenaires industriels pour certifier les processus de fabrication additive plus largement dans l’armée.

armée impression 3D

Crédits photo : David McNally

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Smepi 14/05/2020 10:06

En effet, comparé aux autres matériaux existants, l'AF96 est près de 50 % plus solide. Cependant un long processus d'essais sera nécessaire avant de pouvoir certifier le procédé pour une utilisation militaire