18 mars 2024

Nouveaux matériaux = nouvelles opportunités

Steven Camilleri, cofondateur et directeur technique de SPEE3D, sait que la fabrication additive métallique traverse une période intéressante.

Rien que l'année dernière, 7 milliards USD ont été investis dans la recherche et le développement universitaires. Aujourd'hui, toute une série d'initiatives liées à l'industrie 4.0 et à la durabilité continue de générer des financements applicables aux universités.

Pour SPEE3D, cet afflux de capitaux a ouvert la voie à de nouveaux partenariats de recherche et, avec eux, à des possibilités d'explorer de nouveaux alliages, applications, propriétés des matériaux, revêtements, morphologies et méthodologies de post-traitement.

L'entreprise travaille actuellement avec Naval Sea Systems (NAVSEA) aux États-Unis pour établir un niveau de performance minimum pour le bronze nickel-aluminium, un matériau qu'elle ajoutera officiellement à son portefeuille de matériaux à libération totale d'ici la mi-juin 2024.

Voici un aperçu des propos de Steven.

Pourquoi le bronze au nickel et à l'aluminium ?

Le bronze nickel-aluminium est un matériau moderne et solide, doté de propriétés autolubrifiantes et d'un haut degré de résistance à la corrosion, ce qui le rend idéal pour une grande variété d'applications maritimes. Il est très résistant à l'abrasion, à l'érosion et à l'encrassement biologique de la vie marine, et il est galvaniquement compatible avec l'acier et le fer.

La mise au point du matériau pour la fabrication additive par pulvérisation à froid (CSAM) - la technologie brevetée et révolutionnaire de l'entreprise - n'est pas une mince affaire.

L'acquisition de la bonne poudre d'alimentation pour le processus, l'optimisation des paramètres de pulvérisation et la détermination des bonnes méthodes de traitement thermique sont autant d'éléments essentiels pour obtenir la géométrie et les propriétés matérielles souhaitées, et tout cela nécessite des essais et des expérimentations itératives et approfondies.

Et cela prend du temps et de l'argent.

Test. Rincer. Répéter.

Outre les défis habituels liés au développement d'un nouveau matériau pour le processus CSAM, le bronze au nickel et à l'aluminium présente aux chercheurs de SPEE3D plusieurs complexités uniques.

L'alliage étant riche (~20%), il est plus facilement endommagé par le processus d'atomisation de la poudre, ce qui rend la poudre elle-même plus dure et moins facile à pulvériser. Cela a pour effet de gonfler les dépenses, de réduire la vitesse de fabrication et d'augmenter la porosité.

Pour Steven et son équipe, surmonter ces difficultés impliquait d'expérimenter d'autres méthodes.

De la pulvérisation de mélanges de poudres élémentaires et de combinaisons d'alliages maîtres à l'utilisation du pressage isostatique à chaud (HIP) pour améliorer les propriétés des matériaux, l'équipe de recherche a essayé plusieurs approches avant de découvrir que la séquence des processus affectait de manière significative le résultat.

En fin de compte, ils ont constaté que la pulvérisation à froid et l'homogénéisation de la microstructure avant l'application du HIP étaient la stratégie la plus efficace.

Les pouvoirs du partenariat progressent

Alors que les gouvernements continuent de donner la priorité aux initiatives de recherche et d'augmenter les taux de financement, les opportunités abondent pour les établissements universitaires aux États-Unis et en Europe.

Pour SPEE3D, cela a ouvert la voie à de nouveaux partenariats qui font progresser et accélèrent la recherche de nouvelles possibilités pour le processus CSAM.

Les collaborations telles que celle avec la NAVSEA et la recherche de nouveaux matériaux tels que le bronze au nickel et à l'aluminium constituent un élément essentiel du modèle économique de l'entreprise.

Et ils changent la donne pour l'industrie de la fabrication additive métallique.