Premier symposium «Alloys for Additive Manufacturing» à l'Empa

Nouveaux métaux pour l'impression 3D

18 sept. 2017 | KARIN WEINMANN

Première mondiale à l'Empa: les 11 et 12 septembre, des chercheurs d'Europe, de l’Asie et des États-Unis se sont réunis à la première conférence sur la recherche sur les matériaux pour l'impression 3D sur des métaux.

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La fabrication additive au centre: Pierangelo Gröning, chef de départment "Advanced Materials and Surfaces" à l'Empa, souhaite le bienvenue aux chercheurs.

La fabrication additive est le mot-clé actuelle dans l'industrie manufacturière: au lieu d'être moulé, fraisé ou forgé, l'objet est construit couche par couche à partir de poudre métallique et de lumière laser ou d'un rayon d'électrons focalisé. Cette technique permet de réaliser des composants de quasiment n'importe quelle structure géométrique. Cela ouvre des toutes nouvelles possibilités, comme par exemple des composants à la fois plus légers et plus solides pour avions.

Bien que cette méthode de fabrication trouve déjà une vaste application commerciale, elle est loin d’avoir aboutie. Il reste de nombreux détails à étudier et à comprendre, notamment en ce qui concerne les matériaux utilisés eux-mêmes: quelle influence le processus de construction en couches progressives a-t-il sur la structure interne des alliages? Quels matériaux se prêtent à cette méthode de fabrication? Et: est-il possible que l'Additive Manufacturing crée des nouveaux matériaux qui ne supporteraient par exemple pas le processus conventionnel de fonte et de moulage?

Une nouvelle plateforme d'échange pour les chercheurs

C'est sur ces questions que se penchait le symposium «Alloys for Additive Manufacturing» (AAMS), qui avait attiré plus de 100 chercheurs d'Europe, des États-Unis et d'Asie à l'Empa à Dübendorf, les 11 et 12 septembre derniers. La conférence a été organisée par Christian Leinenbach, qui dirige à l'Empa le groupe de recherche «Alloy Design for Advanced Processing Technologies» et Eric Jägle de l'Institut Max Planck de l'étude du fer (MPIE) à Düsseldorf. «Notre objectif est, par cette conférence, de réunir précisément les chercheurs en matériaux qui se penchent d'une part sur la compréhension des alliages fabriqués à l'aide de l'Additive Manufacturing et d'autre part sur le développement de nouveaux alliages», expliquent les deux chercheurs.

Des microstructures inhabituelles et nouveaux matériaux

Les participants de haut niveau  à la conférence n'étaient pas venus par hasard: tandis que la recherche autour de l'Additive Manufacturing de ces dernières années se concentrait principalement sur la méthode de fabrication, les alliages utilisés sont à nouveau placés au centre de l'attention. Cela ne surprend pas, dans la mesure où de nombreux matériaux métalliques utilisés dans le commerce ont été optimisés pour les processus habituels tels que le moulage ou la forge. Les processus de fabrication au laser ou au rayon d'électrons exposent toutefois les matériaux à un tout autre profil de temps-température: une fois que la poudre métallique a fondu (et continue de couler) à un certain point, la fonte refroidit beaucoup plus rapidement par rapport à des processus habituels. Lors de l'application de la couche suivante, la dernière couche formée est réchauffée juste en-dessous de son point de fusion et se refroidit tout aussi rapidement. Ce cycle est répété jusqu'à ce que le composant soit terminé; cela pose des exigences particulières aux matériaux utilisés – et a pour conséquence des propriétés très différentes que pour des matériaux fabriqués de manière conventionnelle.

Pour l'avenir, il est décisif d'élargir rapidement le nombre encore réduit d'alliages traitables. La recherche à l'Empa se penche notamment sur des superalliages à base de nickel – des candidats prometteurs par exemple pour la fabrication de turbines à gaz –, des alliages d'aluminium et de métaux précieux hautement résistants pour le domaine de l'horlogerie et de la joaillerie. Cette technologie rend simultanément possible la création de nouveaux matériaux composés qui étaient quasiment impossibles à réaliser au moyen de méthodes de fabrication conventionnelles, par exemple les alliages de métaux et de diamants –un projet de recherche actuel à l'Empa.

Selon le chercheur de l'Empa Christian Leinenbach, l'événement était un franc succès. C’est pourquoi la seconde édition de l'AAMS est déjà en planification; il est prévu qu'elle se déroule en 2018 à Sheffield en Angleterre.

Informations

Dr. Christian Leinenbach
Alloy Design for Advanced Processing Technologies
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christian.leinenbach@empa.ch


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