Vers une véritable industrie 4.0
Depuis une vingtaine d’années, la fabrication additive métal révolutionne l’industrie. Le projet SOFIA a pour vocation de rendre ces procédés performants et industriels afin de :
- Réduire le coût de fabrication des pièces
- Améliorer la robustesse
- Faciliter l’exploitation des machines dans leur environnement
- Garantir le respect des contraintes HSE
L’AMBITION DE SOFIA
Ce programme de recherche appliquée sur 6 ans couvre toute la chaîne de valeur de la fabrication additive métallique de la poudre à l’utilisateur final dans le but de :
- Développer et commercialiser des solutions complètes clés en main basées sur les technologies lit de poudre,
- Dynamiser la filière française de fabrication additive métallique en proposant des solutions ouvertes dans un esprit de développement collaboratif.
Il vise ainsi au développement de briques technologiques permettant la fabrication de pièces robustes et de façon compétitive, en particulier pour répondre aux exigences de l’industrie aéronautique.
Les travaux portent sur 4 axes principaux :
Les poudres et matériaux métalliques
Les axes de recherche dans ce domaines sont principalement:
- le développement de nouvelles nuances d’alliages,
- l’adaptation de nuances existantes pour l’optimisation du procédé et des caractéristiques finales du matériau,
- l’optimisation morpho-granulométrique des poudres en fonction des applications pièces,
- l’évaluation des risques HSE liées aux différentes granulométries
L’amélioration de la performance et de la robustesse des machines
Les axes de recherche dans ce domaine sont principalement :
- Le développement de nouvelles sources d’énergie et de leur chaîne optique,
- La mise au point de solutions performantes de pilotage électronique et informatique des chaînes optiques,
- Le développement de solutions d’online monitoring,
- La conception de machines de démonstration et de prototypes pour mettre en oeuvre et valider les nouvelles sources dans un environnement représentatif,
- L’intégration de ces prototypes dans un environnement atelier
Le développement d’outils numériques
Le développement d’outils numériques poursuit plusieurs objectifs :
- Les solutions informatiques de pilotage et de monitoring des machines
- Les solutions informatiques de préparation des données de fabrication
- Mise en plateau optimale des pièces, assistance à l’orientation et au supportage des pièces
- Application des stratégies et génération des données
- Simulation de distorsion des pièces en fabrication, critère de fabricabilité, contraintes et déformations résiduelles après découpe du plateau et traitement de détensionnement, déformé inverse
- l’optimisation de la conception des pièces
- Optimisation topologique
- L’aide à la décision
- Capitalisation des données de fabrication
- Identification et mise sous contrôle des paramètres influents du procédé
- Pilotage de la chaine de la valeur
Élargissement de la connaissance des risques HSE
La fabrication additive métallique est un procédé industriel novateur, cependant il nécessite des précautions pour assurer le bon déroulement des opérations et la protection des personnes. Il n’existe actuellement aucun véritable référentiel légal en terme de protection HSE. À travers l’initiative, le consortium d’académiques et d’industriels souhaite proposer des bases de bon fonctionnement dans des environnements contrôlés et mesurés. L’objectif est de recueillir des données et de préconiser des mesures de protection et des conditions d’exploitation permettant de maitriser le risque industriel.
Gains en performance réels
Les gains en performance sont évalués sur des use-case proposés par les partenaires industriels. Les différentes briques technologiques et procédés développés dans le cadre du projet sont :
- Des stratégies productives en Laser permettant de décaler les compromis productivité / qualité en doublant ou en quadruplant la productivité de référence
- Une solution Laser Boost visant à doubler la productivité de référence sans compromis sur la qualité
- L’optimisation du procédé EBM (Electron Beam Melting) pour améliorer la qualité et/ou la productivité de référence
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