Assurer la fiabilité et la durabilité des pièces produites par fabrication additive est l’un des enjeux majeurs de l’adoption de cette technologie par les entreprises industrielles. C’est pourquoi, en créant un laboratoire de tests dédié, Mécastyle, bureau d’études en ingénierie mécanique, disposera d’une base de données matériaux pour réaliser les études et les calculs des pièces en matériaux additifs afin d’en estimer la durée de vie conformément aux cahiers des charges des industriels.

Fabrication additive : l’enjeu de la gestion des données matériaux

Les enjeux technico-économiques de cette technologie, dont tout le monde parle mais encore émergente sur le terrain industriel, sont majeurs. En effet, chacun s’accorde sur le fait que la fabrication additive permet de produire en une seule étape des pièces avec de forts gains de compétitivité : liberté de conception, process de fabrication simplifié, absence d’outillages, délais de fabrication raccourcis, consommation de matière optimisée, adaptation et personnalisation des produits facilitées…

Mais, sur le terrain, l’un des freins principaux à la fabrication additive demeure le manque de retour d’expérience concernant la durée de vie des pièces, c’est-à-dire le degré d’endommagement lié à la fatigue des matériaux.

En effet, comme pour les matériaux composites, la relation entre la matière, le procédé et la pièce finie est intime et complexe. L’analyse et le retour d’expérience sont aujourd’hui indispensables pour valider la robustesse et la fiabilité du procédé, d’autant que l’offre matière est en constante évolution (polymères chargés fibre de verre, aluminium, acier inox, inconel, alliages cobalt-chrome, titane, or, argent…)

Un laboratoire de tests pour alimenter une base de données "matériauxadditifs"

Afin d’apporter les meilleures réponses techniques aux industriels, Mécastyle s’est doté de son propre laboratoire de tests qui lui permet, à partir des caractérisations statiques exhaustives, de :

- Créer la base de données S-N (Stresses vs Number of cycles) afin de tracer les courbes de Wöhler pour visualiser la tenue en fatigue du matériau.

- Réaliser la conception des pièces en matériaux additifs et la prédiction de leur durée de vie par calcul de structure conformément aux cahiers des charges clients.

Une première campagne de caractérisation en cours porte sur le DuraForm HST de 3D Systems, PA12 - 30%FV, procédé SLS (Selective Laser Sintering). Le programme s’intéressera ensuite aux matériaux suivants, procédé DMP (Direct Metal Printing) de 3D Systems :

-Aluminium AS7G06

-Acier inoxydable 316L

-Titane Ti6Al4V – Grade 5.