Chaque année, la journée Rafam fait l’état de l’art dans le domaine de la fabrication additive métal. Tenue sur le campus de Villeurbanne, l’édition 2019 n’a pas failli à sa mission. Industriels et universitaires ont partagé leurs expériences pour conclure à une certaine maturité des technologies.

Organisée sous l’égide du pôle de compétitivité régional Viameca, la journée Rafam rassemble désormais des acteurs et chercheurs de toute la région Auvergne-Rhône-Alpes (AURA). Début juillet, dans l’amphithéâtre Seguin de l’INSA de Lyon-Villeurbanne, plus d’une centaine de participants et d’intervenants se sont rencontrés autour de stands et lors de conférences, pour échanger sur beaucoup de problématiques, et de solutions, concernant la fabrication additive métal (FAM). Toutes ne peuvent être relatées en un seul article, mais toutes étaient intéressantes. La table ronde sur les matériaux architecturés en FAM s’est révélée particulièrement instructive.

Les architectes d’une nouvelle mécanique

En matinée, deux rencontres réunissaient des experts autour de l’architecture des structures possible en FAM. Tout d’abord, l’optimisation topologique multi-échelle avec incorporation de matériaux microarchitecturés et la prise en compte des contraintes de fabricabilité était abordé par les spécialistes des associations GSCOP-Initiative 3D et LaMCoS-Initiative 3D. Ils ont ensuite été rejoints pour une table ronde sur les enjeux pour la fabrication additive des matériaux architecturés, par les sociétés Lamcos, IPC, Mateis, Simap, LTDS et LGF. La structure lattice et les microstructures permises par la FAM étaient au centre des interventions. Elles permettent aux ingénieurs de devenir les « architectes » de pièces mécaniques impossibles à concevoir auparavant. Ils peuvent jouer entre le plein et le vide en fonction des contraintes d’allègement, du ratio entre la matière et la raideur nécessaire, ou encore de la résistance aux divers efforts subies par les surfaces fonctionnelles. Les ingénieurs peuvent aussi imaginer de remplir les vides avec d’autres matières, afin d’absorber les vibrations éventuelles que subiraient les pièces ainsi conçues.
Lors de ces tables rondes, il est apparu que la création logicielle de telles constructions se développait bien, au-delà même de logiciels déjà commercialisés. Car, pour ce travail d’architecturation, les fichiers STL bien connus sont rapidement mis en difficulté, semble-t-il. Selon certains intervenants, il convient également de tester les architectures imaginées sur des cubes plus petits, afin de valider le triptyque technique-matériau-structure.
Le rapport de grandes surfaces par rapport au volume imaginé constitue également une véritable problématique. Selon l’un des intervenants : « Toutes les formes et tous les volumes ne sont pas toujours possibles… » Le fait d’avoir « inventé » les structures lattices en fabrication additive peut aussi créer des charges parasites. Mais plus on utilise les structures architecturées ainsi, plus l’expérience s’enrichit pour répondre aux questions d’optimisation topologiques. En conclusion, le constat est fait que la région AURA dispose de nombreux potentiels en laboratoires, instituts et organismes privés pour résoudre ces problématiques.

Le parachèvement, complément indispensable de la FAM

Si, à l’origine, les journées Rafam étaient consacrées essentiellement à la technologie de fabrication additive, il est désormais de plus en plus question du post-traitement des pièces mécaniques ainsi obtenues. La finition des surfaces après fabrication additive fut notamment évoquée par Joel Rech, d’Enise Initiative 3D, et Martin Jay, de Cetim-Initiative 3D, partenaires de longue date dans ces recherches à Saint-Etienne. Dans l’après-midi, l’impression 3D métal et l’usinage en simultané fut évoqué également par Patrick Teulet, de la société Inetyx. Cette société du Puy-de-Dôme a développé le système d’impression 3D métal AMW300X. Il propose la fabrication de pièces finies, grâce au principe de microsoudure de bandes métalliques couche par couche. En cours de fabrication, l’accès à la géométrie de chaque section permet de réaliser la finition de l’objet au fur et à mesure. Comme d’autres intervenants aux conférences, il a pu expliquer plus en détail ce procédé, lors de l’exposition complétant ces conférences. En conclusion, si le cadre quelque peu vétuste de l’amphithéâtre a fait sentir aux participants la chaleur caniculaire de ce mois de juillet, l’intérêt technologique des conférences et des échanges compensait largement le fait d’y transpirer un peu. Il faut aussi savoir souffrir un peu pour mériter une telle veille technologique !