Clip FAM vient de s’achever et ouvre de nouvelles perpectives en matière de fabrication additive 

Débuté en décembre 2018, le projet Clip FAM (Caractérisation du lit de poudre pour la fabrication additive métallique) vient de s’achever. Avec l’objectif final d’appuyer l’émergence d’une norme spécifique sur la poudre, les travaux ont permis de démontrer que dans le respect des bonnes pratiques de recyclage des poudres, leur utilisation permettait de diminuer l’impact environnemental de la technologie de fusion laser sur lit de poudre métallique sans impacter les performances des pièces fabriquées.

Pour rappel, le projet Clip FAM, financé par la région Normandie et l’Union Européenne, s’articule autour d’un consortium normand : Analyses & Surface, ArianeGroup, Cevaa, Crismat, GPM, Insa Rouen Normandie, LMN, MMB Volum-e et NAE. Il doit permettre une meilleure compréhension du rôle joué par les caractéristiques du lit de poudre sur les propriétés générales des pièces métalliques réalisées en fabrication additive.

Le projet comportait quatre livrables : Lot 1 : Développer une méthode de caractérisation de l’étalabilité des poudres métallique pour la fabrication additive (banc d’essai) ; Lot 2 : Renforcer la modélisation de l’étalabilité afin d’anticiper une production optimale ; Lot 3 : Evaluer l’impact d’une poudre avec une bonne/mauvaise étalabilité sur la pièce produite ; Lot 4 : Appuyer l’émergence d’une norme spécifique sur la poudre (volet étalabilité).

Des résultats très prometteurs

Tout d’abord, au niveau de la microstructure : à l’aide des techniques de caractérisation expérimentales disponibles dans le consortium, une très faible influence du recyclage de la poudre a pu être démontrée tant à l’échelle nanoscopiques sur les phénomènes de ségrégation chimique qu’à l’échelle macroscopique sur les porosités.

Du point de vue de la résistance à la corrosion, une légère diminution de ce phénomène a été constaté pour les pièces fabriquées avec de la poudre recyclée. Mais cette dégradation est très faible et les performances des échantillons fabriqués par procédé de fusion laser sur lit de poudre demeurent supérieures à celles du même matériau issu d’une fabrication conventionnelle.

Enfin, en matière de propriétés mécaniques, des essais monotones et de fatigue ont été menés. Du fait du faible impact du recyclage sur la microstructure, les matériaux fabriqués avec de la poudre recyclée ne présentent pas de modification importante du comportement mécanique. Pour l’ensemble des alliages étudiés, seule la résistance en fatigue à grand nombre de cycle semble être impactée. Les résultats du projet montrent clairement qu’un usinage ou surfaçage des pièces est l’étape la plus influente sur la durée de vie en fatigue. Dans le cas des matériaux monophasés (316L et Ni20Cr), la réalisation d’un traitement thermique pour une température modérée semble significativement augmenter la résistance en fatigue dans le cas de sollicitations à grand nombre de cycles.

Ainsi, Clip FAM aura mis en évidence sur plus de 50 recyclages de poudre d’Inco 718 que dans le respect des bonnes pratiques de recyclage des poudres, leur utilisation pour le procédé de fusion laser sur lit de poudre n’impacte pas les performances des pièces fabriquées. Cette information est en effet primordiale pour augmenter la productivité des partenaires industriels tout en réduisant l’impact environnemental du procédé.