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Mécanique
Un nouveau procédé de fabrication pour les pièces de turbines d'avion avec la technologie SLM

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63643.htm

La fabrication de composantes de turbines d'avion relève de la haute technologie. Les pièces doivent être légères et en même temps assez solides pour résister à d'énormes contraintes. Elles doivent résister à des températures pouvant atteindre 2.000°C et à des vitesses de rotation de 1.000 tours par seconde, tout en respectant des critères de sécurité très stricts. Sous la direction de l'Institut Fraunhofer des technologies laser (ILT), un consortium de chercheurs européens, baptisé FANTASIA [1], a développé non seulement des composants respectant ces critères, mais surtout une méthode pour les produire rapidement et à coûts réduits.

L'équipe a montré comment des pièces de turbines extrêmement robustes, efficaces et de forme complexe pouvaient être produites et réparées en cas de dommage par la technologie de "selective laser melting" (SLM). Les essais réalisés ont effectivement montré que la qualité des éléments fabriqués par cette méthode était tout aussi bonne, voire meilleure, que celle atteinte à l'aide de procédés traditionnels.

Le procédé SLM consiste à fabriquer la pièce couche par couche. Une poudre de métal est appliquée sur le substrat aux endroits prédéfinis, puis elle est instantanément fondue par un intense rayon laser, suite à quoi elle se fixe sur la pièce. "Ce procédé permet non seulement de réparer parfaitement des composants de turbines, mais aussi de produire des pièces dont la fabrication ne serait conceptuellement pas envisageable au moyen de technologies telles que le fraisage ou la fonderie", explique Dr. Konrad Wissenbach, coordinateur du projet. "Cela permet des géométries ou des designs qui étaient jusqu'à aujourd'hui impensables". D'autres essais ont également montré que le temps de réparation pouvait ainsi être réduit de 40% ou plus, ce qui, couplé à une baisse de 50% de la quantité de matériau nécessaire, réduirait les coûts de 40%.

Cependant, Dr. Wissenbach a précisé que cette technologie n'est pas encore adaptée à tous types de matériaux. Des résultats très satisfaisants ont été atteints avec Inconel 718, un super-alliage à base de Nickel, et avec des alliages de titane. Des études plus poussées seront nécessaires en particulier pour les matériaux plus susceptibiles de se fissurer (les fissures pouvant notamment être rebouchées par le procédé SLM). La prévention des fissures, par exemple par variation de la puissance laser appliquée ou de la géométrie du faisceau, fait également partie des priorités de recherche.

D'autre part, les chercheurs étudient l'influence du préchauffage de la plateforme sur la qualité du produit, et travaillent à des solutions pour améliorer la productivité du processus (pour des épaisseurs de 30 à 100 micro-m, la production de grandes pièces est encore relativement longue). "Pour les grandes surfaces, nous pourrions combiner un faisceau relativement large avec un faisceau fin pour les contours, et ainsi réduire le temps de fabrication d'un facteur 10".

Le projet FANTASIA a été soutenu à hauteur de 3,78 millions d'euros par l'Union Européenne, dans le cadre du 6ème PCRD [2]. Il implique des industriels et instituts de recherche allemands, français, italiens, lettons, espagnols, sud-africains et suisses.

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[1] FANTASIA : Flexible and near-net-shape generative manufacturing chains and repair techniques for complex shaped aero engine parts

[2] PCRD : Programme Cadre de Recherche et Développement

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Site internet de FANTASIA : http://www.fantasia.aero/

Code brève
ADIT : 63643

Communiqué de CORDIS, 03/06/2010 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/hF3En

Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fr - http://www.science-allemagne.fr

BE Allemagne numéro 486 (10/06/2010) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63643.htm