Arguments en faveur d’une alternative à la fabrication additive : ce qui est ancien est à nouveau nouveau

En 2018, le géant de l'aérospatiale Lockheed Martin Corp. a fait l'actualité en annonçant qu'il avait achevé un réservoir de carburant haute pression de 46" (1,16 m) de diamètre composé de deux embouts en forme de dôme imprimés en 3D et soudés à un tube de fabrication traditionnelle. navire, tous en titane. La décision d'imprimer les dômes aurait réduit le délai de livraison de deux ans à seulement trois mois.

Lockheed est loin d'être seul. Launcher Inc. imprime régulièrement des réservoirs, des chambres de combustion et d'autres composants de fusée, certains à partir d'un alliage exclusif de cuivre, de chrome et de zirconium. SpaceX imprime en 3D des pièces à partir de matériaux tout aussi difficiles pour son moteur Raptor, tandis que la NASA, Rocket Lab, Orbex et Ursa Major utilisent la fabrication additive métallique (FA) pour tout produire, des cônes de nez aux tuyères du moteur. En mars dernier, Relativity Space les a tous dépassés en envoyant dans l’espace la première fusée entièrement imprimée en 3D.

Tous citent la baisse des coûts de fabrication, la diminution du nombre de pièces et la capacité d’itérer rapidement comme principaux facteurs ayant motivé leur décision d’adopter la fabrication additive. Cette technologie n’existait pas lorsque les États-Unis ont lancé leur première navette spatiale, et elle commençait tout juste à se généraliser lors de la dernière mission.

Il semble que l’industrie aérospatiale (entre autres) devienne gaga de la fabrication additive métallique. Et pour une bonne raison. Avec un investissement minimal en outillage et une liberté de conception pratiquement illimitée, ce nouveau venu dans l’industrie manufacturière s’avère être une alternative formidable et flexible aux processus traditionnels tels que l’usinage, la fonderie et le moulage par injection de métal.

Mais ce n'est pas le seul jeu manufacturier en ville. Loin de là. En fait, je soutiendrai que si Lockheed Martin avait utilisé un procédé différent, beaucoup plus abouti, les composants auraient présenté de meilleures propriétés métallurgiques que celles obtenues avec l'impression 3D, et l'assemblage final aurait nécessité un joint soudé de moins. Même si cette approche alternative aurait entraîné des dépenses en matière d'outillage et un délai plus long pour le développement du processus, les deux seraient minimes.

Quel est ce processus miracle ? Certains pourraient l’appeler « filage », une technologie de travail des métaux utilisée il y a des milliers d’années par les anciens Égyptiens. À cette époque, un disque métallique était placé sur un mandrin en bois rotatif et une pression était appliquée à l'aide d'une « palette » ou d'un outil similaire, forçant progressivement la pièce à prendre la forme du mandrin. Le résultat, du moins à cette époque révolue, était des bols, des vases et des objets ornementaux solides et de forme cohérente.

Ce processus de base est toujours utilisé, même si, comme tout le reste dans le secteur manufacturier, le filage avancé est désormais effectué sur des équipements contrôlés par ordinateur. Et même si les mandrins sont encore utilisés dans de nombreux cas, ils sont désormais fabriqués en acier usiné sur un tour CNC. Il est également possible d'éliminer le mandrin en traçant les surfaces intérieures et extérieures de géométries même très complexes avec une série de rouleaux en acier trempé, un peu comme si vous utilisiez vos doigts et un tour de potier pour former un morceau d'argile dans un magnifique vase.

Lorsqu'il est associé à une application précise de la chaleur, à une surveillance électronique de la force et à un logiciel de FAO avancé, le terme le plus précis pour désigner ce qui est désormais une technologie de travail des métaux très mature et hautement prévisible est simplement celui-ci : fluotournage, c'est-à-dire filage ou formage par rotation.

De nombreuses saveurs existent. Fluxage de cônes, cisaillement, filage par cisaillement, fluxage de tubes, fluxage par forge : tels sont quelques-uns des termes utilisés pour différencier les techniques utilisées pour « couler » un disque de tôle, une plaque oxycoupée ou une ébauche forgée. en un objet cylindrique, creux, généralement à paroi mince, dont la taille varie d'environ un pouce de diamètre jusqu'à plusieurs mètres dans chaque direction, un objet avec une précision dimensionnelle élevée, une excellente qualité de surface et des propriétés mécaniques robustes.

Il existe de nombreuses techniques et de nombreux noms, mais pour l'instant nous les regrouperons tous sous le terme générique « formage avancé des métaux ». Il s'agit d'un processus rapide et sans copeaux utilisé pour produire toutes sortes de tubes, cônes, revêtements, cylindres et bien plus encore, dont beaucoup sont fermés à une extrémité, à partir d'une variété de matériaux, chacun possédant les attributs décrits, et livré rapidement et de manière rentable.