L'impression 3D métal chez AFU : de solutions d'allègement en rupture pour les transports

Le 19 novembre 2015

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Des économies importantes de carburant et de C02 dans les transports dues à l’allègement de pièces

Soumis à des enjeux très forts de réduction des consommations énergétiques de leurs systèmes de transport et des enjeux de réduction des émissions de CO2 et de polluants, les acteurs de l'aeronautique, de l’aérospatial, du ferroviaire, les constructeurs automobiles et d’autres véhicules ont tous engagé des démarches de mise en œuvre de nouveaux matériaux allégés dans la conception des véhicules, afin de gagner en poids et donc en consommation.

En particulier dans l'aéronautique où l'allégement est un point critique, notamment pour les gros porteurs. Tous les postes sont concernés : pièces de structures, turbomachines, équipements (sièges ...), câblage. Pour un A320 de 42 400 kg, un gain de 5 % en poids conduit à une économie de 15 % en consommation, soit 58,5 litres de kérosène par 100 km. Dans le domaine spatial, 1 kg envoyé dans l’espace coûte entre 15 à 20 K€ dû essentiellement à la consommation de carburant.

Cet allègement peut être réalisé par l’apport de nouveaux matériaux, notamment les composites, mais aussi par la mise en œuvre de procédés innovants de fabrication pour la réduction du volume ou de la complexité des assemblages. Les procédés métallurgiques conservent en effet des avantages en termes de coût, de qualités mécaniques, de résistance au feu, de recyclabilité, de maîtrise des procédés. Des technologies d’allègement utilisant les matériaux métalliques apparaissent comme une alternative entre les matériaux classiques métalliques et les composites.

000275537 illustration large     Boucle de ceinture

Exemples de pièces reconçues et fabriquées par impression 3D métal avec un gain de 50 % de matière : une fixation d'antenne de satellite (Photo: RUAG et ALTAIR) et une boucle de ceinture d'avion (Photo : The SAVING Project)

Les solutions d'AFU

Spécialiste de la mécanique de précision, AFU propose à ses clients de réduire drastiquement le poids de leurs produits en faisant appel à la fabrication additive métal (imprimante 3D métal). Ce procédé consiste à fabriquer une pièce couche par couche à partir d’un modèle CAO 3D et de poudre métallique (inox, aluminium, acier et titane), mise en fusion par un faisceau laser. Il est suffisamment performant aujourd’hui pour être utilisé dans l’aéronautique et le spatial (propriétés mécaniques proches de celles obtenues par forgeage).

AFU propose à ses clients une prestation complète comprenant :

  • Une reconception et un allègement des pièces par évidement (jusqu’à 60 % voire plus) ;
  • Une fabrication à moindre coût de pièces très complexes voire impossibles à usiner ;
  • Un gain de temps en développement ;
  • Pas de perte de matière contrairement à l’usinage qui fonctionne par enlèvement de métal ;
  • Des pièces de dimension de 250 x 250 x 325 mm.

Le modèle économique visé est de développer des prestations « clefs en main » aux clients en offrant un service incluant la (re)conception, la fabrication, la finition et le montage des pièces. Un nouveau modèle d'imprimante 3D dédiée au titane devrait être installé en 2016, ce qui entrainera l’embauche d’un ingénieur développement. La PME espère obtenir la certification qualité aéronautique et spatiale EN9100. AFU a été lauréat de l'édition 2015 du concours régional d'innovation Crisalide eco-activités organisé par Créativ.

 charnière  Scan

 

Images: charnière de porte d'avion reconçue et imprimée en 3D métal par AFU (source AFU)


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