Eau salée, vagues rugissantes, conditions météorologiques en constante évolution : l’environnement difficile de la mer a inspiré de nombreux romans, chants de marins et récits historiques. Il est évident que ces conditions ont également laissé des traces dans l’industrie maritime et ont posé, et encore aujourd’hui, de nombreux défis au secteur. Dans le contexte actuel, ces derniers concernent principalement la gestion de chaînes d’approvisionnement instables et la production de pièces grand format fabriquées à partir de matériaux résistants.
La fabrication additive en général apporte une solution aux chaînes d’approvisionnement instables, du moins en permettant une production sur place et à la demande. Une large gamme de technologies d’impression 3D est déjà disponible, et de plus en plus de fabricants se positionnent sur le marché maritime. SPEE3D est une entreprise présente dans le secteur depuis un certain temps. La société australienne dispose d’une gamme de matériaux pour les applications maritimes et propose un processus extrêmement rapide et efficace pour la fabrication de pièces métalliques de remplacement critiques grâce à sa technologie additive de pulvérisation à froid.
L’Expeditionary Manufacturing Unit (EMU) est l’un des produits phares de SPEE3D, car il peut être utilisé dans presque tous les endroits, par exemple dans les bases avancées, sur les quais ou même à bord des navires. L’EMU se compose de l’imprimante 3D métal brevetée XSPEE3D et de l’unité de post-traitement SPEE3Dcell, avec deux fours, une machine CNC et des équipements de test. Le système ouvert permet de traiter une large gamme de matériaux et de produire rapidement des pièces pour l’entretien et la réparation.
La machine fonctionne avec la technologie Cold Spray Additive Manufacturing (CSAM) développée par SPEE3D. Dans ce procédé, la poudre métallique est déposée à trois fois la vitesse du son pour former des pièces denses et peu poreuses. La vitesse de 100g/min est remarquable. La CSAM s’oppose ainsi clairement au moulage, car elle est considérablement plus rapide, éliminant les longs délais ou les coûts d’inventaire liés aux pièces de rechange avec une logistique beaucoup plus simple.
Bien que les métaux aient de bien meilleures propriétés matérielles pour la construction navale que les polymères, par exemple, ils ne sont pas à l’abri de la corrosion et de l’usure. Or, ces propriétés sont essentielles dans le secteur maritime, notamment en raison des conditions difficiles qui y règnent. Le nickel-aluminium-bronze (NAB) est anti-salissure, anti-microbien et résistant. C’est pourquoi il est apprécié dans le secteur maritime et souvent utilisé pour les pièces moulées.
Pour éviter les longs délais et la logistique complexe du moulage, SPEE3D a développé un alliage de nickel-aluminium-bronze pour la fabrication additive. Grâce à des tests approfondis et à des essais ultérieurs, SPEE3D a maintenant validé deux poudres NAB qui peuvent être traitées à l’aide de la technologie CSAM, complétant ainsi l’offre de solutions additives de SPEE3D pour le secteur maritime.
La poudre NAB de SPEE3D se caractérise par sa résistance à la corrosion, son pouvoir lubrifiant et sa résistance aux dommages dus à la cavitation et à la fissuration sous contrainte. En outre, le nouveau matériau NAB, qui a été développé en collaboration avec le US Naval Sea Systems Command (NAVSEA), est nettement plus résistant que le matériau traditionnel bronze-aluminium de SPEE3D. L’alliage NAB répond aux spécifications strictes C958 de la NAVSEA et est donc disponible en tant que matériau exclusif pour la création de pièces critiques pour la sécurité des coques de surface et sous-marines. Il garantit des pièces impeccables avec un haut degré de dureté.
SPEE3D a également lancé une version commerciale du matériau, Expeditionary NAB. Cette version correspond à 97 % du matériau NAVSEA, mais ne nécessite pas de pressage isostatique à chaud. Un processus de traitement thermique simplifié suffit pour traiter l’Expeditionary NAB, ce qui le rend bien adapté à la production à bord de pièces de navires avec l’Expeditionary Manufacturing Unit. Cette variante du NAB présente également une résistance exceptionnellement élevée (58 ksi, 390 MPa UTS) et constitue une solution idéale pour les pièces de transition.
Les deux types de NAB peuvent être traités à l’aide de la technologie CSAM. La pulvérisation des particules métalliques sur le substrat à l’aide d’air comprimé et à une vitesse supersonique permet d’éviter les fluctuations extrêmes de température et, par conséquent, de réduire la fréquence des contraintes résiduelles, des fissures et des déformations des pièces fabriquées. Les exemples mis en œuvre à ce jour témoignent de la qualité du matériau et de la combinaison prometteuse du NAB et de la CSAM pour le secteur maritime.
SPEE3D a produit des pièces en état de navigabilité à partir de ce matériau, par exemple un support d’hélice, une bague et un verrou d’arbre à cames. Le matériau convient à la production d’une large gamme de composants de navires, y compris les gouvernails, les vannes, les hélices, les raccords de tuyauterie et l’infrastructure du moteur.
À long terme, SPEE3D vise également à utiliser le NAB dans d’autres secteurs, et l’entreprise entrevoit un potentiel dans les secteurs de l’exploitation minière, de la défense et de l’industrie Oil&Gas. Quoi qu’il en soit, ces innovations démontrent la capacité de SPEE3D à répondre aux exigences élevées du secteur maritime et à faire progresser la fabrication additive dans ce domaine. Pour en savoir plus sur les solutions d’impression de SPEE3D et les matériaux du NAB, cliquez ICI ou rencontrez l’entreprise directement au Formnext 2024 à Francfort sur le stand C.01, Hall 12.0.
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*Crédits photo de couverture : SPEE3D
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