FAFil – Fabrication Additive par Dépôt de Fil

Informations

Newsletter #2 - FAFil

UNIVERSITÉ DE LIÈGE

Optimisation topologique adaptée au procédé WLAM

L'optimisation topologique est un outil puissant pour suggérer des concepts et morphologies innovantes permettant d'exploiter le maximum des nouveaux procédés de fabrication. En particulier l'optimisation topologique se combine de manière naturelle avec les nouveaux procédés de fabrication par addition de matière. Toutefois afin de définir des morphologies les plus pertinentes, il convient de prendre en compte les contraintes de fabrication relatives aux procédés de dépôt de matière.

Optimisation topologique adaptée à la largeur du cordon et aux autres contraintes géométriques du processus laser-fil

Le projet FAFil se focalise sur la fabrication additive par laser fil, qui diffère des procédés SLM et LBM par son taux de dépôt élevé, ce qui permet de fabriquer des pièces de grande dimension. Le procédé par laser fil dépose des cordons de soudure qui s'accumulent couche par couche pour former la pièce finale. À cause de la largeur des cordons, certaines géométries sont difficiles à fabriquer. Par exemple, les trajectoires avec des angles aigus favorisent l'accumulation de matière, ce qui modifie localement la hauteur de la couche déposée et provoque la propagation de défauts dans les couches supérieures. De la même façon, les trajectoires croisées et les joints en T favorisent également les altérations locales des dépôts. En outre, en raison de la largeur du cordon et des multiples paramètres impliqués dans le dépôt de matériau, il est difficile de modifier la largeur du cordon pendant le processus de dépôt. Par conséquent, afin de faciliter la fabrication additive par laser fil, il convient de prendre en compte les contraintes de fabrication relatives au processus WLAM.

Le groupe de recherche du service d'ingénierie des véhicules terrestres de l'Université de Liège travaille sur l'application de contraintes géométriques dans l'optimisation topologique afin d'adapter la conception aux capacités du processus WLAM. Il a été observé que les restrictions de taille minimale et maximale permettent d'adapter la conception à la largeur du dépôt. La restriction de la taille minimale des cavités permet de contrôler l'angle de la trajectoire de dépôt. En outre, la restriction de l'angle de surplomb facilite le dépôt en assurant le support des couches supérieures. L'ensemble de ces stratégies seront testées pendant les différentes phases expérimentales du projet FAFil. L'optimisation topologique sera également mise en œuvre pour l'adaptation de la conception du démonstrateur finale du projet.

Contacts :
Pierre Duysinx
Professor
Automotive Engineering & Structural Optimization
Aerospace & Mechanical Engineering Department
University of Liege
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Tél.: +32 4 366 9194

Eduardo Fernández
Doctorant
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Tél.: +32 4 366 9273

Université de Liège
7 Place du 20-Août
B-4000 Liège (Belgique)
+32 (0)4 366 21 11
https://www.uliege.be/

CENAERO

Approches numériques pour le développement du procédé de fabrication additive par dépôt de fil

Cenaero est un centre de recherche appliquée qui fournit aux entreprises impliquées dans un processus d'innovation technologique des méthodes et des outils de simulation numérique, d’optimisation, d’exploitation de données, pour concevoir des produits plus compétitifs. Cenaero est principalement actif dans les secteurs de l'aérospatiale, du génie des procédés, de l'énergie et du bâtiment. Cenaero opère le supercalculateur Tier-1 de Wallonie. Dans le cadre du projet FAFil, Cenaero développe des modèles basés sur ses logiciels maison (MINAMO, MORFEO) afin d’offrir une approche numérique, complémentaire aux essais expérimentaux réalisés par les autres partenaires, pour la mise au point du procédé de fabrication additive par dépôt de fil.

Génération et analyse de plans d’expériences

La mise au point d’un procédé de fabrication requiert des campagnes d’essais (expérimentaux et/ou numériques). La définition de plans d’expériences (i.e. matrices d’essais) appropriés et l’analyse de l’influence des différents paramètres sont indispensables pour la maîtrise et l’optimisation du procédé. La plateforme de génération et d’analyse de plans d’expériences et d’optimisation développée par Cenaero, MINAMO, offre de tels outils. Avec le support de Cenaero, celle-ci est mise à disposition de l’Institut de Soudure afin d’orienter les essais expérimentaux réalisés dans la cadre du projet FAFil et de les analyser afin d’accroître la compréhension du procédé. Ces outils permettront notamment de quantifier l’influence relative des paramètres procédé sur la qualité du dépôt.

Modélisation du procédé de fabrication additive par dépôt de fil

Cenaero a développé, au sein de son logiciel éléments finis de simulation des procédés de fabrication MORFEO, une approche innovante, basée sur le suivi implicite de surface libre, pour la simulation du dépôt direct de métal. Dans le cadre du projet FAFil, cette approche phénoménologique requiert la détermination de sources équivalentes de dépôt et de chaleur adaptées au procédé de fabrication additive par dépôt de fil. L’enjeu consiste à établir le lien avec les paramètres procédé en calibrant les sources de dépôt et de chaleur sur base de données expérimentales (e.g. macrographies, mesures de température) réalisées par les autres partenaires (e.g. Institut de Soudure, Centre de Recherches Métallurgiques). A terme, les modèles thermiques permettront d’obtenir des informations complémentaires (e.g. prédiction de température) sur le procédé et d’alimenter les plans d’expériences par des données numériques.

Contacts :

Christophe Friebel
Senior Research Engineer
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Tél. : +32 (0) 71 910 973

Arnaud François
Senior Research Engineer
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél. : +32 (0) 71 910 938

Cenaero
CENAERO bât. Eole
Rue des Frères Wright 29
6041 Gosselies – Belgique
Tél.: +32 (0) 71 910 930
Fax: +32 (0) 71 910 931
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
www.cenaero.be ; https://tier1.cenaero.be/

Newsletter #3 - FAFil

UNIVERSITE DE LA SARRE

Caractérisation mécanique et métallurgique visant à optimiser le processus de soudage au laser-fil par apport de matière

Les propriétés des matériaux modernes dépendent pour une large part de leur structure. Le terme structure décrit alors l'ensemble de la structure interne du matériau sur l'échelle micrométrique, nanométrique et atomique. D’autre part, la structure découle du processus de fabrication du matériau et peut être optimisée par le biais d'un traitement adapté du matériau. La structure est par conséquent la clé permettant de comprendre les processus à l'œuvre dans la synthèse du matériau et d'expliquer leur incidence sur les propriétés des matériaux voire même de la prédire.

La chaire de matériaux fonctionnels de l'Université de la Sarre applique et développe diverses méthodes de caractérisation de la structure. Ces différentes méthodes permettent de couvrir tous les degrés de l'échelle - du micrométrique à l'atomique - en 2D comme en 3D (tomographie).

Dans le cadre du projet FAFil, les échantillons fabriqués par l’Institut de Soudure au moyen de la technologie du laser-fil sont examinés à l'Université de la Sarre. L'objectif visé par la caractérisation est de déterminer la microstructure en fonction des paramètres du processus et d'identifier les défauts. Le microscope électronique à balayage (MEB) permet de représenter des sections d'échantillons en haute résolution et d'en effectuer l'analyse chimique. Il est ainsi possible de détecter les particules défectueuses et les particules étrangères et de les associer aux conditions du processus. La technologie de la diffraction d'électrons rétrodiffusés (abrégée EBSD en anglais) a par ailleurs été retenue comme méthode appropriée. La technologie EBSD permet de déterminer localement la structure et l'orientation des cristaux, et de mettre en évidence la structure granulaire du matériau. Les irrégularités survenues au cours du processus de fabrication se traduisent alors par des variations de la structure granulaire ou l'absence de cohésion entre les différentes couches.

Contacts :

Prof. Dr.-Ing. Frank Mücklich
Responsable de la chaire
E-mail : mueckeCette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél. : +49 681 302 70500

Dr.-Ing. Flavio Soldera
Gérant EUSMAT / Direction gestion de projets
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél. : +49 681 302 70511

Michael Engstler
Doctorant
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél. : +49 681 302 70519

Université de la Sarre
Chaire de matériaux fonctionnels / European School of Materials - EUSMAT
Campus D3 3
D-66123 Sarrebruck
https://www.fuwe.uni-saarland.de/
https://www.eusmat.net

CRM GROUP

Suivi en température lors de la Fabrication Additive par dépôt Fil (FAFil)

CRM Group est un centre de recherches belge qui développe pour ses clients industriels, des procédés, produits et solutions innovants dans le domaine du métal. CRM Group possède des installations de test couvrant toute la chaîne de fabrication des métaux, allant de l'échelle du laboratoire aux lignes de production pilotes et même semi-industrielles. Dans le cadre du projet FAFil, CRM Group développe notamment une technologie de suivi thermique des dépôts pour la mise au point du procédé de fabrication additive par dépôt de fil.

Suivi thermique lors du dépôt de fil

La caméra thermique utilisée dans le cadre du projet FAFil permet d’enregistrer la température en différents points d’une pièce/d’un dépôt lors le fusion du fil. La température est enregistrée à une fréquence d’acquisition élevée, ce qui permet d’obtenir un suivi précis des évolutions thermiques lors du dépôt ainsi que lors et du refroidissement. Cette évolution de la température sera étudiée sur la dernière couche déposée mais aussi sur les couches précédentes. Ces données seront utilisées par Cenaero pour la validation des simulations numériques générées dans le projet, par le chef de file Institut de la Soudure, afin de le guider dans l’optimisation du procédé et la réalisation des démonstrateurs et aussi par le CRITT TJFU pour le dimensionnement du refroidissement des plaques de support utilisées lors de la construction.

Support à la compréhension du procédé et analyse technico-économique

Grâce à son expérience des phénomènes métallurgiques, CRM Group interviendra également en support de l’Institut de Soudure et de l’Université de la Sarre pour la compréhension des microstructures et de la caractérisation. A l’issue du projet, CRM Group pilotera l’étude technico-économique qui permettra d’évaluer les avantages du procédé FAFil par rapport à des techniques conventionnelles.

Contacts :

Cédric Georges
Activity Manager Hybrid & additive manufacturing
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél.: +32 478 015 615 / +32 4 254 62 42

Marine Jean-Baptiste
Doctorant Project Leader Hybdrid & additive manufacturing
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél.: +32 4 254 63 19

CRM Group
Avenue du Bois Saint-Jean, 21
B-27 - Quartier Polytech 4
4000 Liège - Belgique
Tél.: +32 4 254 62 11 Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
www.crmgroup.be

SIRRIS

Une protection gazeuse améliorée pour le procédé de fabrication additive laser-fil

Sirris est le centre collectif de l’industrie technologique belge qui participe à de nombreuses recherches. Il est en parallèle très actif en R&D dans des projets industriels. Ses équipes multidisciplinaires et ses infrastructures high-tech sont à disposition de l’industrie pour explorer, tester et mettre en œuvre l’éventail complet des possibilités offertes par les nouvelles technologies.

Plus particulièrement impliqué dans le projet FAFil, le département Fabrications Additives, actif depuis 30 ans dans ce domaine, dispose, en interne, de plusieurs technologies d’impression 3D de matériaux polymères, céramiques et métalliques. Dans cette dernière catégorie, les machines de Laser Beam Melting, Electron Beam Melting et Direct Energy Déposition (Laser Cladding) sont utilisées pour étudier les particularités, explorer les possibilités et solutionner les problèmes spécifiques à ces techniques.

Dans le cadre du projet FAFil, Sirris propose son expérience relative à ces technologies et collabore avec l’Institut de Soudure et le CRITT TJFU pour améliorer le procédé laser-fil, notamment au niveau de la protection gazeuse et du refroidissement local.

Les besoins en protection et refroidissement

Le procédé par laser fil dépose des cordons de soudure parallèles qui par empilement de couches, constitueront la pièce finale. Comme en soudage, l’inertage du bain de fusion est absolument nécessaire pour empêcher l’oxydation. La protection doit s’étendre aux zones voisines en fonction des températures et de la sensibilité à l’oxydation des matériaux.

Dans ce cas de la tête CoaxPrinter de chez Précitec, la protection est assurée par balayage d’argon (ou azote si le matériau le permet). Le système proposé d’origine, basé sur des buses latérales, n’est pas suffisamment efficace pour toutes les trajectoires car trop directionnel.

Le projet FAFil vise la fabrication de pièces métalliques de grandes dimensions, ce qui implique une forte productivité et un apport énergétique important. Il en résulte une tendance à l’échauffement par accumulation de chaleur avec des conséquences diverses : distorsions, impacts métallurgiques, oxydation plus étendue, etc. Des interruptions cycliques pour permettre le refroidissement pénalisent la productivité.

Les solutions en cours de développement

Dans le but d’améliorer l’inertage en laser cladding, en particulier pour des matériaux très réactifs, Sirris a développé des systèmes de protections, adaptés au cladding qui présente certaines similitudes avec le laser-fil.

Sirris collabore avec l’Institut de Soudure et le CRITT TJFU à l’étude d’une protection améliorée pour la tête CoaxPrinter. Une première version simple, réalisée par usinage, est en test à l’Institut de Soudure. Les flux d’argon ainsi que différentes options de refroidissement sont simulés numériquement par le TJFU. La version suivante devrait intégrer l’inertage du bain de fusion et le balayage cryogénique pour le refroidissement local des zones voisines.

En fonction des options retenues, le système de protection sera modélisé en 3D, tenant compte des possibilités de l’impression 3D (cavités et circuits internes, allègement, etc) et des fonctionnalités à intégrer. Ce modèle sera ensuite réalisé par Laser Beam Melting, puis testé sur l’équipement de l’Institut de Soudure.

Contacts :

Raoul Carrus
Senior Engineer Additive Manufacturing
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Tél. : +32 498 91 94 70

Olivier Rigo
Program Manager Additive
E-mail : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Tél.: +32 498 91 94 71

Sirris
Rue Bois Saint Jean, 12
4102 Seraing – Belgique
Tel.: +32 4 361 87 00
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www.sirris.be

Conférence internationale #COM21

Conférence international #COM21

L' occasion de célébrer 60 ans de programmes techniques complets lors de cette Conférence des métallurgistes en ligne.

[Superbe présentation d'Ivan CAZIC sur la thématique "𝐋𝐚𝐬𝐞𝐫 𝐚𝐧𝐝 𝐰𝐢𝐫𝐞 𝐝𝐢𝐫𝐞𝐜𝐭 𝐞𝐧𝐞𝐫𝐠𝐲 𝐝𝐞𝐩𝐨𝐬𝐢𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐨𝐟 𝐈𝐧𝐜𝐨𝐧𝐞𝐥® 𝟕𝟏𝟖 : 𝐋𝐚𝐜𝐤 𝐨𝐟 𝐟𝐮𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐨𝐫𝐢𝐠𝐢𝐧 𝐚𝐧𝐝 𝐏𝐫𝐨𝐜𝐞𝐬𝐬 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐫𝐮𝐩𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐢𝐧𝐟𝐥𝐮𝐞𝐧𝐜𝐞 𝐨𝐧 𝐦𝐢𝐜𝐫𝐨𝐬𝐭𝐫𝐮𝐜𝐭𝐮𝐫𝐞" le 18 août dernier lors du COM21 ]

👉 extrait de l'abstract d'𝐈𝐯𝐚𝐧 𝐂𝐀𝐙𝐈𝐂 "𝘚𝘦𝘳𝘪𝘦𝘴 𝘰𝘧 𝘥𝘦𝘱𝘰𝘴𝘪𝘵𝘦𝘥 𝘸𝘢𝘭𝘭𝘴 𝘰𝘧 𝘐𝘯𝘤𝘰𝘯𝘦𝘭® 718 𝘰𝘯 𝘴𝘵𝘢𝘪𝘯𝘭𝘦𝘴𝘴 𝘴𝘵𝘦𝘦𝘭 𝘱𝘭𝘢𝘵𝘦𝘴 𝘸𝘦𝘳𝘦 𝘤𝘢𝘳𝘳𝘪𝘦𝘥 𝘰𝘶𝘵 𝘸𝘪𝘵𝘩 𝘥𝘪𝘧𝘧𝘦𝘳𝘦𝘯𝘵 𝘱𝘳𝘰𝘤𝘦𝘴𝘴 𝘱𝘢𝘳𝘢𝘮𝘦𝘵𝘦𝘳𝘴 (𝘭𝘢𝘴𝘦𝘳 𝘱𝘰𝘸𝘦𝘳, 𝘢𝘥𝘷𝘢𝘯𝘤𝘦 𝘴𝘱𝘦𝘦𝘥, 𝘩𝘢𝘵𝘤𝘩 𝘴𝘱𝘢𝘤𝘪𝘯𝘨 𝘢𝘯𝘥 𝘸𝘪𝘳𝘦 𝘧𝘦𝘦𝘥𝘪𝘯𝘨 𝘳𝘢𝘵𝘦) 𝘶𝘴𝘪𝘯𝘨 𝘤𝘰𝘢𝘹𝘪𝘢𝘭 𝘭𝘢𝘴𝘦𝘳 𝘢𝘯𝘥 𝘸𝘪𝘳𝘦 𝘱𝘳𝘰𝘤𝘦𝘴𝘴. 𝘍𝘪𝘳𝘴𝘵𝘭𝘺, 𝘵𝘩𝘦 𝘪𝘮𝘱𝘢𝘤𝘵 𝘰𝘧 𝘵𝘩𝘦𝘴𝘦 𝘱𝘢𝘳𝘢𝘮𝘦𝘵𝘦𝘳𝘴 𝘰𝘯 𝘵𝘩𝘦 𝘱𝘳𝘦𝘴𝘦𝘯𝘤𝘦 𝘰𝘧 𝘥𝘦𝘧𝘦𝘤𝘵𝘴 𝘴𝘶𝘤𝘩 𝘢𝘴 𝘭𝘢𝘤𝘬 𝘰𝘧 𝘧𝘶𝘴𝘪𝘰𝘯, 𝘦𝘯𝘤𝘰𝘶𝘯𝘵𝘦𝘳𝘦𝘥 𝘪𝘯 𝘋𝘌𝘋 𝘭𝘢𝘴𝘦𝘳 𝘢𝘯𝘥 𝘸𝘪𝘳𝘦 𝘵𝘦𝘤𝘩𝘯𝘰𝘭𝘰𝘨𝘺 𝘢𝘳𝘦 𝘥𝘪𝘴𝘤𝘶𝘴𝘴𝘦𝘥; 𝘢𝘯𝘥 𝘵𝘩𝘦 𝘦𝘧𝘧𝘦𝘤𝘵 𝘰𝘧 𝘨𝘳𝘪𝘯𝘥𝘪𝘯𝘨 𝘢𝘯𝘥 𝘳𝘦𝘱𝘢𝘪𝘳𝘴 𝘥𝘶𝘳𝘪𝘯𝘨 𝘥𝘦𝘱𝘰𝘴𝘪𝘵𝘪𝘰𝘯 𝘱𝘳𝘰𝘤𝘦𝘴𝘴 𝘪𝘯𝘵𝘦𝘳𝘳𝘶𝘱𝘵𝘪𝘰𝘯 𝘪𝘴 𝘢𝘭𝘴𝘰 𝘪𝘯𝘷𝘦𝘴𝘵𝘪𝘨𝘢𝘵𝘦𝘥. 𝘞𝘦 𝘴𝘩𝘰𝘸 𝘵𝘩𝘢𝘵 𝘭𝘢𝘤𝘬𝘴 𝘰𝘧 𝘧𝘶𝘴𝘪𝘰𝘯 𝘢𝘳𝘦 𝘮𝘢𝘪𝘯𝘭𝘺 𝘪𝘯𝘧𝘭𝘶𝘦𝘯𝘤𝘦𝘥 𝘣𝘺 𝘩𝘦𝘢𝘵 𝘪𝘯𝘱𝘶𝘵. 𝘛𝘩𝘪𝘴 𝘭𝘦𝘥 𝘵𝘰 𝘵𝘩𝘦 𝘥𝘦𝘱𝘰𝘴𝘪𝘵𝘪𝘰𝘯 𝘰𝘧 𝘢 20*50*200𝘮𝘮 𝘥𝘦𝘯𝘴𝘦 𝘸𝘢𝘭𝘭, 𝘸𝘩𝘦𝘳𝘦 𝘯𝘰 𝘭𝘢𝘤𝘬𝘴 𝘰𝘧 𝘧𝘶𝘴𝘪𝘰𝘯 𝘸𝘦𝘳𝘦 𝘷𝘢𝘭𝘪𝘥𝘢𝘵𝘦𝘥 𝘶𝘴𝘪𝘯𝘨 𝘟–𝘳𝘢𝘺 𝘳𝘢𝘥𝘪𝘰𝘨𝘳𝘢𝘱𝘩𝘺 (𝘢𝘴 𝘥𝘦𝘱𝘰𝘴𝘪𝘵𝘦𝘥 / 𝘮𝘢𝘤𝘩𝘪𝘯𝘦𝘥 𝘴𝘶𝘳𝘧𝘢𝘤𝘦) 𝘢𝘯𝘥 𝘮𝘦𝘵𝘢𝘭𝘭𝘰𝘨𝘳𝘢𝘱𝘩𝘪𝘤 𝘪𝘯𝘷𝘦𝘴𝘵𝘪𝘨𝘢𝘵𝘪𝘰𝘯𝘴. 𝘐𝘯𝘤𝘭𝘶𝘴𝘪𝘰𝘯𝘴 𝘸𝘦𝘳𝘦 𝘧𝘰𝘶𝘯𝘥 𝘢𝘯𝘥 𝘵𝘩𝘦𝘪𝘳 𝘰𝘳𝘪𝘨𝘪𝘯 𝘪𝘴 𝘢𝘵𝘵𝘳𝘪𝘣𝘶𝘵𝘦𝘥 𝘵𝘰 𝘵𝘩𝘦 𝘸𝘪𝘳𝘦 𝘴𝘵𝘢𝘵𝘦, 𝘢𝘯𝘥 𝘨𝘳𝘪𝘯𝘥𝘪𝘯𝘨 𝘦𝘧𝘧𝘦𝘤𝘵 𝘥𝘶𝘳𝘪𝘯𝘨 𝘱𝘳𝘰𝘤𝘦𝘴𝘴 𝘴𝘵𝘰𝘱𝘴 𝘭𝘦𝘥 𝘵𝘰 𝘯𝘰 𝘥𝘦𝘧𝘦𝘤𝘵 𝘪𝘯𝘱𝘶𝘵."

✅ En savoir + sur l'évènement #COM21 : https://lnkd.in/dFBqJwR

PRESSE FAFil x Paperjam

Coopérer et innover au profit de l’industrie

Plateforme expérimentale de fabrication additive métallique - Groupe Institut de Soudure. © (Photo: Olivier Toussaint)

Pour encourager les échanges transfrontaliers, le programme INTERREG V-A favorise le développement de projets de recherche entre partenaires de la Grande Région. Grâce à la complémentarité de leurs compétences, de nouveaux procédés de fabrication innovants sont en mesure de voir le jour et d’être industrialisés.

Lorsqu’il s’agit de collaborer au sein de la Grande Région, des échanges transfrontaliers peuvent se révéler fructueux et déboucher sur des projets innovants, participant à la montée en puissance des industries locales.

Développer une interconnexion transfrontalière

L’objectif du projet FAFil, un projet INTERREG V-A Grande Région porté à l’origine par l’Institut de Soudure, est de créer des synergies entre différents centres techniques et industriels européens sur les thématiques de la fabrication additive. Pour cette raison, pas moins de quatorze acteurs de quatre pays différents (France, Allemagne, Luxembourg, Belgique) ont rejoint le consortium composé majoritairement de centres de ressources technologiques et d’universités, originaires des quatre versants du programme INTERREG V-A, à savoir la Rhénanie-Palatinat, la Région wallonne, le Luxembourg et la Région Grand Est; ainsi que le motoriste aéronautique Safran Aircraft Engine. «Le but de ce consortium est de tirer parti du regroupement de compétences universitaires et technologiques pour développer en synergie un procédé innovant dans le monde de l’industrie et de la fabrication additive métallique», explique Maxime El Kandaoui, Ingénieur de recherche à l’Institut de Soudure, coordinateur du projet FAFil.

Spécialistes du procédé de fabrication, de la métallurgie, de la simulation ou de la robotique, cette complémentarité permet donc à ces partenaires transfrontaliers de traiter l’ensemble de la chaîne de valeur, de la conception jusqu’à la fabrication d’un prototype industriel. «En tant que pilote de ce projet d’envergure européen de 3,3 millions d’euros, nous assurons son bon déroulement administratif et financier, mais également la gestion de la plateforme expérimentale visant à optimiser le procédé de fabrication additive métallique laser avec apport de fil, ainsi que la fabrication du démonstrateur proposé par notre partenaire Safran Aircraft Engine. Le pôle de compétitivité Materalia, catalyseur de l’innovation, assure quant à lui la communication.»

Développer une technologie originale et innovante

La technologie élaborée par ces partenaires consiste en un procédé de fabrication additive métallique par laser avec apport de fil. Ce procédé dérivé du soudage laser permet de fabriquer des pièces de grandes dimensions avec des parois fines, et son principe correspond à l’impression de pièces 3D métalliques.

Une avancée pour la Grande Région

Développé par le consortium, grâce à l’appui des fonds européens permettant de collaborer sur des projets ambitieux, ce procédé de fabrication constitue une avancée importante pour la Grande Région de par son originalité et sa nouveauté. «Dans le cadre de la révolution de ce type de technologies, nous développons la fabrication additive en utilisant comme produit d’apport du fil métallique plutôt que de la poudre, une technique innovante en comparaison avec les procédés de fabrication conventionnels, l’usinage ou la fonderie, par exemple.»

Par rapport aux autres familles de technologies, ce nouveau procédé présente plusieurs avantages. «En choisissant le fil, nous disposons d’un matériau d’apport à bas coût et facilement stockable par rapport à la poudre. Le laser offre plusieurs avantages: une précision supérieure, un très bon état de surface des pièces et la possibilité de fabriquer des géométries avec parois fines.»

Ce procédé, encore peu connu, est actuellement diffusé dans les laboratoires académiques et centres techniques. L’objectif est de cibler les industriels pour qu’ils puissent acquérir cette technologie afin de fabriquer des pièces de production en petite ou moyenne série.

Bénéficier des compétences des différents partenaires de la Grande Région devrait permettre d’impacter les quatre pays. Qui distribuera ce service? «L’ambition du projet FAFil est de démocratiser, à court terme, la technologie de fabrication additive avec apport de fil métallique. Cette dynamique a été initiée et continuera à l’être au travers de l’ensemble des centres techniques connaissant et/ou disposant de l’équipement tête Laser CoaxPrinter. L’objectif final étant d’accompagner les industriels vers le domaine de la fabrication additive avec apport de fil métallique. Quant à l’achat de cet équipement, tout pays pourra en faire l’acquisition.»

WORKSHOPS / Additive Manufacturing in industrial environnements #09.12.2021

AU PROGRAMME

→ Présentation du projet FAFil
Maxime EL KANDAOUI, Ingénieur de recherche, PhD Spécialiste Laser | Institut de Soudure chef de file projet FAFil

→ 2 présentations sur l’utilisation des technologies de fabrication additive en milieu industriel

o Laser cladding pour du rechargement et de la réparation de pièces industrielles | Hugues DESMECHT, Managing Director | LaserCo DT
o Les enjeux industriels de la fabrication additive métallique

→ 3 ateliers destinés à cadrer les besoins des utilisateurs vis-à-vis de la fabrication additive

→ Industrialisation of the FAFil process
→ Economic aspect of additive manufacturing
→ General requirements for additive manufacturing

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RETOUR EN IMAGES SUR LE WORSHOP : Cliquer sur l'image pour accéder à la vidéo

①/③📢 [𝐅𝐀𝐅𝐢𝐥 𝐑𝐞́𝐬𝐮𝐥𝐭𝐚𝐭𝐬 𝐝𝐞𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐯𝐚𝐮𝐱] 🔎par CRITT TJFU

𝘓𝘦 CRITT TJFU 𝘦𝘴𝘵 𝘩𝘦𝘶𝘳𝘦𝘶𝘹 𝘥𝘦 𝘷𝘰𝘶𝘴 𝘱𝘳𝘦́𝘴𝘦𝘯𝘵𝘦𝘳 𝘭𝘦𝘴 𝘳𝘦́𝘴𝘶𝘭𝘵𝘢𝘵𝘴 𝘥𝘦 𝘤𝘦𝘴 𝘥𝘦𝘳𝘯𝘪𝘦𝘳𝘴 𝘵𝘳𝘢𝘷𝘢𝘶𝘹 𝘥𝘢𝘯𝘴 𝘭𝘦 𝘤𝘢𝘥𝘳𝘦 𝘥𝘶 𝘱𝘳𝘰𝘫𝘦𝘵 FAFil - Fabrication Additive par dépôt de fil :

➡️Ces derniers mois les équipes ont travaillé sur le développement 𝙙’𝙪𝙣𝙚 𝙩𝙚̂𝙩𝙚 𝙘𝙤𝙖𝙭𝙞𝙖𝙡𝙚 𝙞𝙣𝙣𝙤𝙫𝙖𝙣𝙩𝙚 𝙙𝙚 𝙛𝙖𝙗𝙧𝙞𝙘𝙖𝙩𝙞𝙤𝙣 𝙖𝙙𝙙𝙞𝙩𝙞𝙫𝙚 𝙡𝙖𝙨𝙚𝙧-𝙛𝙞𝙡.

➡️Ces recherches ont donné une nouvelle tête à double injection avec refroidissement à l’Argon basse température.

➡️Des simulations numériques par FluentÒ ont été réalisées par le CRITT TJFU pour étudier la distribution des fractions volumiques d'argon et d'air au voisinage du mur chaud.

➡️L’ensemble des résultats des différentes simulations ont prouvé qu'il y a une nette amélioration du flux d'argon de la nouvelle tête TCDI conique (vidéo 2)par rapport à la tête actuelle (vidéo 1).
Ainsi, une diminution des perturbations du flux d'argon et l'augmentation de la hauteur de couverture du mur FAFIL ont été obtenues (vidéo2).

#FAFil, CRITT TJFU, #ICEEL, Bureau d’étude TJFU : Responsable Jennifer Ascani Nivelet, ingénieur d’étude Ghazi KRIAA, Chef de projet TJFU : Yosri KHALSI , Directeur R&D ; Abdel Tazibt Carnot Icéel

Avec la participation de 👉GIP Objectif Meuse

Pour voir la vidéo : https://www.linkedin.com/posts/fafil-fabrication-additive-par-d%C3%A9p%C3%B4t-de-fil_fafil-r%C3%A9sultats-des-travaux-activity-6914208175965519872-epTm?utm_source=linkedin_share&utm_medium=member_desktop_web

②/③📢 [𝐅𝐀𝐅𝐢𝐥 𝐑𝐞́𝐬𝐮𝐥𝐭𝐚𝐭𝐬 𝐝𝐞𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐯𝐚𝐮𝐱] 🔎par CRITT TJFU

𝘾𝙤𝙣𝙘𝙚𝙥𝙩𝙞𝙤𝙣 𝙙𝙪 𝙥𝙧𝙤𝙩𝙤𝙩𝙮𝙥𝙚 𝙙𝙚 𝙡𝙖 𝙩𝙚̂𝙩𝙚 𝙘𝙤𝙖𝙭𝙞𝙖𝙡𝙚 𝙁𝘼𝙁𝙄𝙇 (𝙏𝘾𝘿𝙄)

𝕆𝕓𝕛𝕖𝕔𝕥𝕚𝕗𝕤 :
✔️Réduire les défauts géométriques,
✔️Améliorer les propriétés mécaniques-métallurgiques des pièces FAFIL,

➡️Le CRITT TJFU travaille à la conception et l'intégration du système de refroidissement en couplage avec l’inertage.

➡️Le CRITT TJFU a développé une approche originale en utilisant des simulations numériques SolidWorks et Fluent qui a permis de déterminer les meilleures configurations du jet ayant pour fonction hybride : l’inertage et le refroidissement, de la géométrie finale de la tête coaxiale à double injection (TCDI).

#FAFil, CRITT TJFU, #ICEEL, Bureau d’étude TJFU : Responsable Jennifer Ascani Nivelet, ingénieur d’étude Ghazi KRIAA, Chef de projet TJFU : Yosri KHALSI , Directeur R&D ; Abdel Tazibt Carnot Icéel

Avec la participation de 👉GIP Objectif Meuse

③/③📢 [𝐅𝐀𝐅𝐢𝐥 𝐑𝐞́𝐬𝐮𝐥𝐭𝐚𝐭𝐬 𝐝𝐞𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐯𝐚𝐮𝐱] 🔎par CRITT TJFU

𝘾𝙤𝙣𝙘𝙚𝙥𝙩𝙞𝙤𝙣 𝙚𝙩 𝙞𝙢𝙥𝙧𝙚𝙨𝙨𝙞𝙤𝙣 3𝘿 𝙙𝙚𝙨 𝙥𝙧𝙤𝙩𝙤𝙩𝙮𝙥𝙚𝙨 𝙙𝙚 𝙡𝙖 𝙩𝙚̂𝙩𝙚 𝙘𝙤𝙖𝙭𝙞𝙖𝙡𝙚 𝙁𝘼𝙁𝙄𝙇 (𝙏𝘾𝘿𝙄)

𝕆𝕓𝕛𝕖𝕔𝕥𝕚𝕗 :
✔️Réaliser les prototypes de la tête coaxiale et pour cela, finaliser la conception basée sur la partie inférieure modélisée par le CRIT TJFU

➡️ Sirris a donc modélisé la partie supérieure pour recevoir les connecteurs, les pattes de fixation pour l’intégrer à la tête Précitec, ainsi que quelques adaptations liées aux contraintes de l’impression 3D.

➡️Sirris a ensuite imprimé les premiers prototypes en polyamide par Selective Laser Sintering, pour essais de validation par le CRITT TJFU, sans laser dans un premier temps.
Pour les premiers essais de construction de murs (avec laser cette fois), une version intermédiaire, avec la partie basse en aluminium (par Laser Beam Melting) et partie haute en PA, a été réalisée.

🔬 Après essais de validation et modifications éventuelles, Sirris imprimera par LBM, une version monobloc en inox 316L ou TA6V, pour essais en conditions réelles.

#FAFil, CRITT TJFU, #ICEEL, Bureau d’étude TJFU : Responsable Jennifer Ascani Nivelet, ingénieur d’étude Ghazi KRIAA, Chef de projet TJFU : Yosri KHALSI , Directeur R&D ; Abdel Tazibt Carnot Icéel

Avec la participation de 👉GIP Objectif Meuse

WORKSHOPS / La fabrication additive dans tous ses états - En ligne - 17.05.2022 DE 10H à 17H30

Traduction FR - DE

AU PROGRAMME

10h00 - FAFil, une ambition, un projet, une réalisation ! (environ 30 min)

Développement d'une plateforme de FA laser fil dans le cadre du projet européen FAFil soutenu par INTERREG Maxime El Kandaoui, Ingénieur d’études, PhD Spécialiste Laser | Institut de Soudure chef de file projet FAFil

10h30 - Présentation des résultats de recherche par structures : Modélisation des dépôts laser-fil : approche expérimentale et numérique Cédric Georges, Activity Manager Hybrid & Additive Manufacturing|CRM GROUP & Arnaud Francois, Senior Research Engineer | Cenaero
10H50 - La Fabrication Additive Laser Fil par Cellule Robotisée: Conception Paramétrique et Modélisation des Dépôts Natago Guilé MBODJ M.Sc. - Doctoral Candidate | Research Unit Engineering Science | University of Luxembourg
11H10 - Optimisation d'un traitement thermique pour l'inconel 718 par FA laser fil Ivan Cazic | Groupe Institut de Soudure
11H30 - Développement d’une buse coaxiale, intégrant protection gazeuse et refroidissement, pour le procédé Laser Fil Précitech Raoul Carrus, Senior Engineer Additive Manufacturing |Sirris & Ghazi KRIAA, Ingénieur d’études |CRITT Tjfu

------- Pause Déjeuner-------

12h-00 13h30

13h30 - Présentation industriels

Caractérisation avancée des microstructures par sectionnement en série par faisceau d'ions focalisés Flavio Soldera, Dr.-Ing. | Universität des Saarlandes

Fabrication additive en milieu industriel Sébastien POUZET | Safran Aircraft Engines

Présentation PRECITEC : Avancées dans les technologies de fabrication additive Frédéric Adam, Area Sales Manager France | PRECITEC

Présentation Guaranteed : Valoriser l'avenir Améliorer le passé avec WAAM Joachim Antonissen, General Manager | Guaranteed

15h00 - 17h00 Ateliers: Transition écologique et fabrication additive

Développement durable et fabrication additive : mise en perspective.

Groupes de travail :

Workshop 1 FAFIL : How can additive manufacturing contribute to the ecological transition.
Workshop 2 FAFIL : How can we make additive manufacturing more ecological.

Synthèse et conclusion de la journée

FAFil – Fabrication Additive par Dépôt de Fil

Informations

Conférence internationale #COM21

PRESSE FAFil x Paperjam

Coopérer et innover au profit de l’industrie

Développer une interconnexion transfrontalière

Développer une technologie originale et innovante

Une avancée pour la Grande Région

WORKSHOPS / Additive Manufacturing in industrial environnements #09.12.2021

🚀Lancement de la chaîne YouTube FAFil

①/③📢 [𝐅𝐀𝐅𝐢𝐥 𝐑𝐞́𝐬𝐮𝐥𝐭𝐚𝐭𝐬 𝐝𝐞𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐯𝐚𝐮𝐱] 🔎par CRITT TJFU

②/③📢 [𝐅𝐀𝐅𝐢𝐥 𝐑𝐞́𝐬𝐮𝐥𝐭𝐚𝐭𝐬 𝐝𝐞𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐯𝐚𝐮𝐱] 🔎par CRITT TJFU

③/③📢 [𝐅𝐀𝐅𝐢𝐥 𝐑𝐞́𝐬𝐮𝐥𝐭𝐚𝐭𝐬 𝐝𝐞𝐬 𝐭𝐫𝐚𝐯𝐚𝐮𝐱] 🔎par CRITT TJFU

WORKSHOPS / La fabrication additive dans tous ses états - En ligne - 17.05.2022 DE 10H à 17H30

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Autres projets approuvés de l'objectif spécifique 8