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Une plateforme de fabrication additive unique en Europe

Large-scale additive manufacturing
La fabrication additive de grande envergure s'installe au cœur du laboratoire Lurpa (Laboratoire Universitaire de recherche en production automatisée, ENS Paris-Saclay).

Christophe Tournier, directeur du laboratoire Lurpa nous explique les enjeux de la fabrication additive

"Les procédés de Fabrication Additive (FA) provoquent un bouleversement des méthodes de conception et de fabrication des composants industriels, la singularité du procédé étant de fabriquer l’objet en même temps que le matériau.

La FA se distingue par deux atouts particulièrement décisifs : la customisation de masse et la possibilité de fabriquer des pièces extrêmement complexes par leurs formes ou par leurs structures dotées de propriétés fonctionnelles jamais envisagées jusqu’à présent (structures architecturées, porosités contrôlées, gradient de propriétés).

La problématique principale en fabrication additive métallique est l’incertitude sur les caractéristiques des pièces produites tant le procédé est complexe et l’influence des poudres et des machines majeure".

Pourquoi se doter d'une telle machine dans le laboratoire Lurpa ?

"L’objectif de FAPS est la création d’une plateforme de fabrication additive d’envergure internationale sur le campus Paris-Saclay. Ce projet permettra le contrôle des procédés, le développement de solutions de rupture, et contribuera au développement et à la dissémination de nouveaux processus de conception et de fabrication basés sur la fabrication additive.

Divers laboratoires de l’Université Paris-Saclay travaillent d’ores et déjà sur ce procédé. Aussi le projet FAPS vise à mutualiser et compléter les plateformes expérimentales, fédérer les travaux et animer la communauté.
La machine est en elle-même un objet de recherche puisque nous avons noué avec le fournisseur (AddUp) un contrat de collaboration pour transférer des améliorations potentielles de ses performances. Enfin, la plateforme sera au service des chercheurs, mais également des étudiants dans le cadre de projets d’initiation à la recherche".

Quelle ambition pour ce projet ?

"Le projet a pour ambition de fédérer des moyens et des compétences exceptionnelles autour du procédé SLM (Selective Laser Melting). En SLM la source d’énergie, contrôlée par une chaine optomécanique, fait fondre la poudre disposée en couche 2D. 
Cette machine permet d’obtenir des pièces de formes complexes comprises dans un volume de 350 x 350 x 350 cm3. C’est le procédé avec lequel nous pouvons optimiser la topologie et produire des structures architecturées. Il faut pour cela maîtriser le procédé et évaluer ses limites, mais également optimiser la chaine numérique.

A long terme, nous poursuivons donc deux objectifs :

Le premier est la maîtrise des procédés, c’est à dire l’interaction laser poudre pour prédire les propriétés d’usage et leurs incertitudes tant au niveau physico chimique, métallurgique, mécanique que dimensionnel.

Le second est d’étudier et résoudre les bouleversements induits par la fabrication additive dans le processus de conception et de fabrication intégrées dans le cadre de l’usine du futur.

Divers matériaux seront utilisés, en particulier les superalliages base nickel, les alliages d’aluminium et les aciers inoxydables pour l’industrie aéronautique et la production d’énergie. D’autres nuances pourront être produites et mises en œuvre grâce à la tour d’atomisation de l’Equipex MATMECA".