Profession

Une imprimante 3D équipée d’un laser « vert »

BECHERINI, Béatrice | 17 mars 2021 |

(c) UTBM

L’UTBM s’équipe de la première machine d’impression 3D métal en France équipée d’un laser « vert ».


Depuis 1987, l’UTBM, au travers de son laboratoire Lermps (ICB), est reconnue au niveau international pour ses travaux sur les traitements de surface. Elle développe de manière complémentaire une activité de fabrication additive métal depuis 20 ans.

Afin de renforcer ses recherches, l’UTBM vient de se doter d’une machine de fabrication additive de type SLM (Selective Laser Melting) équipée d’un laser « vert » (d’une longueur d’onde de 515 nm).

Représentant un investissement total de 404 k€, ayant bénéficié du soutien de la région Bourgogne Franche Comté, ce nouveau procédé est unique en France. Il vient ainsi compléter un parc de machines de fabrication additive métal SLM, en complément d’autres procédés.

C’est en effet le premier système de ce type acquis dans l’hexagone (un autre est opéré actuellement en location en région parisienne). Il n’en existe, à ce jour, que seulement sept au monde.

Adapté aux alliages absorbants en particulier

Particulièrement adapté aux alliages absorbants peu le rayonnement laser, comme le cuivre par exemple, cet équipement permet, grâce à la longueur d’onde spécifique de son laser de puissance, de les fusionner et donc d’élaborer des pièces. En effet, le cuivre absorbe environ 3 fois plus l’énergie du laser « vert » à 515 nm de longueur d’onde de cet équipement, comparativement aux lasers infrarouges à 1 060 nm couramment employés. Il résulte une bien meilleure qualité métallurgique.

Cet équipement vient renforcer les capacités de l’UTBM d’impression 3D de composants en cuivre et en alliages de cuivre, objet de travaux de recherche depuis plusieurs années au sein de ses équipes (élaboration d’alliages spécifiques, développement de procédés, études métallurgiques, caractérisation des propriétés des matériaux ainsi élaborés, etc.). Il complète ainsi l’éventail de moyens de (micro) fabrications disponibles via la plateforme MIFHySTO pour la mise en forme d’alliages horlogers en particulier.

Les applications visées sont multiples : dissipateurs thermiques, électroaimants, inducteurs, pièces électroniques et d’horlogerie, luxe, etc.

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20 années de travail

Plus de 20 années de travail auront été nécessaires pour développer un procédé innovant de fabrication additive, basé sur la projection thermique, permettant d’élaborer des chambres de combustion de moteurs de fusée (pour la fusée Ariane notamment). Ce procédé permettra, demain, de diminuer la durée de fabrication d’une chambre de combustion de 6 mois aujourd’hui à quelques jours, tout en employant moins de matériaux stratégiques et en augmentant les performances des chambres.

Plusieurs années de recherche auront permis d’aboutir à la fabrication d’inducteurs permettant de générer de très forts champs magnétiques. Ces développements ont été directement mis à profit pour élaborer, à l’UTBM, les composants du système ayant permis de générer l’un des plus forts champs magnétiques continus artificiels jamais créé au monde (37 Tesla dans une cavité de diamètre 37 mm), au sein du laboratoire LNCMI-CNRS implanté à Grenoble.

Le nouvel équipement, aujourd’hui en service, permettra d’élaborer des pièces de géométries plus complexes que celles qui étaient accessibles jusqu’à présent. Elle sert de support à des travaux de recherche, en propre ou en relation avec des partenaires industriels et trouvera très vite sa place dans les différents enseignements de spécialités dispensés à l’UTBM.

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