Alors que la croissance mondiale annuelle du marché de la fabrication additive métal est estimé à environ 20%, cette technologie a-t-elle pour autant atteint un stade de maturité suffisant comme pourrait l’être la fonderie ? En France, les meilleurs experts se penchent dessus. Car il se pourrait bien que la production de pièces agglomérées par un faisceau laser soit vouée à un brillant avenir partout dans le monde, parce qu’elles pourront être jusqu’à 65% plus légères que celles fabriquées par un procédé plus conventionnel. Sans compter des conceptions dont les formes ne nécessiteraient plus aucune contrainte de fabrication. Mais ne nous réjouissons pas trop vite.
Un premier chantier de recherche concerne celui des propriétés fonctionnelles des alliages métalliques obtenus en fabrication additive. Car elles sont « fortement dépendantes des paramètres généraux du procédé à travers la microstructure du matériau élaboré ». Ce à quoi s’attelle le projet européen CLIP FAM (Caractérisation du lit de poudre pour la fabrication additive métallique).
Cette technologie de fabrication génère, durant le processus de construction d’une pièce, des « variations au niveau de la géométrie des faisceaux affectant la répartition de la température, qui en retour affecte également la profondeur du bassin de fusion, le taux de sous-refroidissement, les microstructures, la contrainte résiduelle et la distorsion », décrit un expert de Farinia Group, un groupe industriel français spécialisé dans la transformation des matériaux.
Ainsi, de nombreux doutes subsistent encore concernant la propriété mécanique des pièces obtenues en impression 3D : présence de porosités et de zones de matière non fondue, contraintes résiduelles issues des gradients thermiques… Des défauts qui sont en partie liés aux caractéristiques de la poudre utilisée lors de la fabrication. L’enjeu étant de mieux appréhender l’effet de la qualité de la poudre sur les pièces. Au Centre technique des industries mécaniques (Cetim), on s’intéresse notamment à la durabilité des pièces en acier inoxydable martensitique, et sur l’influence des traitements thermiques sur les propriétés de l’acier inoxydable austénitique cette fois-ci. A moins que l’avenir de la fabrication additive en France ne passe par ce procédé « à charge minérale », qui permettra de réaliser des pièces fonctionnelles à des coûts optimisés, développé dans le projet Faramir (Fabrication additive rapide minérale résine).
Toutefois, bien que ces travaux de recherche soient suivis de près par les industriels désireux de se lancer dans ces procédés qui pourraient concurrencer certains savoir-faire de l’industrie de la métallurgie, la fabrication additive semble atteindre ses limites là où les procédés de fabrication conventionnels permettent d’obtenir de grandes quantités de pièces de manière économique. Le chemin est encore long.