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Poly-Shape aux AérospaceDays d'ORLY

15.12.2014
POLY SHAPE - Poly-Shape aux AérospaceDays d'ORLY

A la fois salon et convention d'affaires industrielle et R&D, cet évènement hyperspécialisé réunissait autour de mini stands et de nombreuses conférences des acteurs internationaux de la filière aéronautique et spatiale. Poly-Shape pendant ces 2 jours présentait quelques réalisations de pièces aéronautiques fonctionnelles. Stéphane Abed créateur et dirigeant de l'entreprise nous donnait lors de deux conférences, un aperçu des perspectives étonnantes qu'offrent ces technologies de rupture et imaginait le futur de la fabrication additive.

Rappelons que les procédés additifs permettent de produire des pièces 3D très rapidement par une simple exploitation d'un fichier CAO et sans la nécessité d'aucun outillage. On appelle cela " rapid manufacturing " ou " fabrication directe ".

Les anglais appellent aussi la fabrication additive, dédiée aux métaux, ALM pour Additive Laser Melting. Poly-Shape un pionnier français de la fabrication additive Poly-Shape est une jeune entreprise française créée en 2007 spécialisée dans la conception et la fabrication rapide de pièces prototypes fonctionnelles et dans la production de petites séries. La société développe et exploite des technologies de fabrication additives par fusion laser sur lit de poudre.

Elle réalise des pièces à partir de matériaux polymères, chargés d'additifs ou non, de matériaux métalliques normés comme les Titane, alliages d'Aluminium, les aciers à outils, l'inox 316 L ou encore les Inconel, mais également des matériaux stratégiques apportant un avantage concurrentiel aux donneurs d'ordres. Depuis sa création la société à produit plus de 15 000 pièces et réalise 65 % de son CA à l'export.

Poly-Shape est un partenaire reconnu pour sa double compétence en Recherche & développement et sous-traitance de pièces qualifiées prototypes et de petites séries auprès de donneurs d'ordres et équipementiers. Ces derniers misent sur les technologies de fabrication additive en redéfinissant leur supply chain ou pour les intégrer à terme.

La société Poly-Shape n'est pas liée à un constructeur en particulier, mais au contraire souhaite intégrer dans son parc des machines de capacités différentes. C'est ce qui lui permet d'exploiter au mieux, en fonction des pièces à produire, les avantages et les limites de la technologie. Poly-Shape exploite actuellement 22 machines, ce qui lui confère une capacité unique en Europe de par leur importante productivité et la qualité des pièces produites.

Ce sont principalement des machines de chez Concept Laser (XLine R1000), SLM Solutions (SL280 et 500), EOS (M270, M280, P395), Trumpf avec un laser 1 000 W ou encore la toute dernière Q20 de chez Arcam (à faisceau d'électrons) et K20 de Prodways pour mise en oeuvre de matériaux céramiques. L'importance du contrôle qualité métallurgique des pièces Le contrôle de la qualité, de l'intégrité de la pièce finie reste un enjeu majeur de la fabrication additive.

Il faut en effet s'assurer de la bonne cohésion des différentes couches de matières superposées. Jusqu'à présent les industriels font appel aux technologies de contrôle non destructif par tomographie ou rayons X, opération coûteuse et lente (jusqu'à 30 minutes pour de petites pièces). Stéphane Abed le souligne : " La maitrise et le contrôle de la santé métallurgique de nos pièces sont des éléments majeurs chez Poly-Shape ".

C'est pourquoi un mode de contrôle innovant vient d'être instauré par Poly-Shape sur une de ses toutes nouvelles machines. Stéphane ABED précise : " Il consiste à réaliser un contrôle automatisé par caméra de vision infra rouge. Celle-ci prend des photos pendant la fabrication couche après couche et sort un rapport sur lequel il est possible de voir les défauts supérieurs à 100 microns.

Cette technique à l'avenir prometteur évite le désagrément du contrôle final ou une pièce sera rebutée après plusieurs heures voir plusieurs jours de fabrication. " Cette méthode de contrôle innovante est déjà effective sur une machine EBM (Electron Beam Melting) de chez Arcam. Poly-Shape est un des premiers au monde à disposer et maîtriser cette machine. La technologie est plus récente et donc moins connue que le laser.

Elle consiste à réaliser la fusion (principalement de poudre de titane), par l'action d'un canon à électrons. La machine EBM permet de fabriquer des pièces métalliques avec une microstructure contrôlée et des propriétés finales comparables à celles obtenues par des procédés classiques de forge. Elle peut prendre en charge des pièces jusqu'à 380 mm de hauteur pour 350 mm de diamètre. Fabrication additive, la technologie montante De nombreux acteurs majeurs ont d'ambitieux projets pour l'ALM.

General Electric, par exemple, prévoit de réaliser 20 à 30 % de ses pièces aéronautiques en fabrication additive d'ici 2020. Pour arriver à cela, il faudra d'abord passer par des étapes indispensables, qui se résument en une formule simple : " Faster, Better, Larger ".

" Faster " pour une fabrication plus rapide avec des machines intégrant des lasers plus puissants jusqu'à 1 kW et plusieurs lasers travaillant simultanément, comme avec la nouvelle machine SLM mise en production récemment par Poly-Shape qui peut mettre en oeuvre 2 ou 4 lasers. " Better " avec un contrôle de qualité des pièces en cours de fabrication avec un monitoring des machines, ce que propose déjà Poly-Shape avec la nouvelle machine " EBM ".

" Larger " avec des unités de production capables de produire de plus grosses pièces ou un grand nombre de petites pièces en même temps. La nouvelle machine XLine va dans ce sens avec une chambre de fabrication de 630 x 400 x 500 mm. La précision de certaines cotes, ainsi que les états de surfaces des pièces réalisées en fabrication additive, nécessitent presque toujours une reprise sur des machines d'usinage traditionnelles.

Poly-Shape possède ses propres moyens de production ainsi que des capacités de traitements thermiques. Un laboratoire de métrologie interne permet également le contrôle de la précision des cotes définies par le cahier des charges du donneur d'ordres.

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