Groupe de R-D industrielle sur la fabrication additive par projection à froid

 

La fabrication additive a le potentiel de révolutionner l'industrie en réduisant les délais de commercialisation, en rehaussant la qualité des pièces et en misant sur des méthodes de fabrication agiles, adaptatives et économiques. Comme la fabrication directe de pièces est la prochaine étape de la fabrication additive, l'industrie a besoin d'un soutien important des organisations de recherche et de technologie afin de passer rapidement du prototypage à la fabrication.

La technologie conventionnelle de fabrication additive à base de métaux bénéficie de nombreuses années de développement et du fait qu'elle a été adoptée par de multiples industries. Toutefois, son taux de dépôt peu élevé constitue un obstacle souvent insurmontable qui empêche la fabrication de pièces ou de prototype de grande dimension. En comparaison, la technologie de projection à froid combine des taux de déposition élevés (pouvant actuellement aller jusqu'à 14 kg/h) à une très grande efficacité de déposition pour tous les genres de matériaux et sans aucun problème de chaleur excessive, puisque l'apport de chaleur est très limité. Ces caractéristiques sont la force motrice qui favorisera à court terme l'émergence d'une capacité de fabrication de composants de grande dimension pour le secteur de l'aérospatiale et de l'automobile et elles ouvrent des possibilités de développement de nouvelles applications comme la consolidation de pièces, la restauration dimensionnelle et la réparation structurale des pièces métalliques, le renforcement structural, etc.

Qu'est-ce que la fabrication additive par projection à froid?

Dirigé par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), le groupe de R-D industrielle de la fabrication additive par projection à froid (FAPF) réunit des acteurs de la chaîne d'approvisionnement technologique, des utilisateurs finaux et des équipementiers qui, ensemble, s'efforcent non seulement de développer et d'adapter la fabrication additive par projection à froid, mais aussi de démontrer la faisabilité d'applications ciblées. L'objectif ultime consiste à acquérir la capacité d'offrir des solutions adaptées et intégrées pour la mise au point d'applications de fabrication additive par projection à froidd'ici à 2020. Pour y arriver, le groupe FAPF s'est donné les objectifs suivants :

  • créer de nouvelles capacités de projection à froid offrant une fiabilité et un rendement supérieurs afin d'aider l'industrie à surmonter ses difficultés;
  • réduire les coûts globaux de l'exploitation de la projection à froid;
  • intensifier l'automatisation de la projection à froid et accroître les capacités de production de masse.

L'équipe spécialisée dans la projection thermique du CNRC est reconnue comme un chef de file mondial dans le développement d'applications de la projection à froid et au sein du CNRC, elle joue le rôle de responsable principal des recherches menées au sein du groupe de la FAPF. En plus de bénéficier du savoir-faire de l'équipe en projection à froid, les entreprises membres tirent parti de l'expérience de plus de 30 experts en modélisation et simulation, en métallurgie des poudres, en optimisation des procédés, en contrôle des processus, en caractérisation approfondie et en inspection après traitement non destructive.

Raisons de se joindre au groupe de R-D industrielle en FAPF

Les membres du groupe bénéficient de l'avantage concurrentiel que procure un accès exclusif aux plus récentes avancées technologiques en fabrication additive par projection à froid.

  • Ils profitent des compétences et du savoir-faire de plus de 30 experts qui se mettent au service de leurs priorités.
  • Ils contrôlent, réduisent au minimum et partagent les risques associés au développement des nouvelles technologies.
  • Ils influent sur l'orientation de la feuille de route du groupe et sur la nature de ses projets de R-D afin qu'ils répondent à des besoins concrets d'applications industrielles rentables et afin de réduire les risques liés à la validation de ces applications.
  • Ils ont accès à des résultats de recherche exhaustifs et fiables qu'ils peuvent adapter à leurs besoins.
  • Ils constituent un réseau de partenaires présent sur l'ensemble de la chaîne de valeur et contribuent au développement d'une chaîne d'approvisionnement viable en FAPF.
  • Ils ont accès à une sélection de propriétés intellectuelles d'amont et à toute la propriété intellectuelle du CNRC issue des projets de R-D sur la FAPF.
Fonctionnement du groupe de R-D industrielle en FAPF

Les activités de R-D s'appuyant sur la feuille de route sont menées en fonction des priorités des membres du groupe. Les projets sont exécutés par le CNRC et les résultats sont mis à la disposition des membres de manière continue par les moyens suivants : assemblées générales semestrielles au cours desquelles les résultats de tous les projets sont présentés, webinaires en direct sur les rapports liés aux projets et soutien individuel aux membres. La feuille de route est mise à jour régulièrement en fonction de l'avancement de la technologie, et des besoins et commentaires des membres.

Feuille de route et échéancier du projet
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Longue description - Feuille de route et échéancier du projet

Le diagramme représente la feuille de route et l'échéancier du projet de l'année 0 à l'année 6, soit avril 2014 à mars 2020, pour la mise au point d'applications de fabrication additive par projection à froid.

Poudres (de couleur violet)

  • Année 2 à année 5 : Optimisation et qualification de poudres de grade commercial
  • Année 2 à année 4 : Entreposage, manutention et préconditonnement des poudres
  • Année 0 à année 4 : Modification de poudres
  • Année 4 à année 6 : Réduction des coûts

Logiciel (de couleur vert)

  • Année 1 à année 5 : Modélisation des échanges thermiques et du transfert de masse
  • Année 1 à année 5 : Génération de trajectoire pour le procédé FAPF et stratégie de fabrication en 3D
  • Année 5 à année 6 : Intégration logicielle

Équipement (de couleur bleu)

  • Année 0 à année 6 : Diagnostic et capteurs (pour le contrôle des procédés)
  • Année 0 à année 4 : Assistance laser et usinage in situ
  • Année 2 à année 4 : Traitement thermique localisé
  • Année 2 à année 5 : Systèmes de projection à froid
  • Année 5 à année 6 : Intégration matérielle

Qualité, environnement, santé et sécurité (de couleur orange)

  • Année 1 à année 6 : Inspection non-destructive (analyse dimensionnelle et évaluation de l'efficacité)
  • Année 2 à année 5 : Examen et adaptation des pratiques courantes en matière d'environnement, de santé et de sécurité
  • Année 3 à année 6 : Exigences en matière de qualité des procédés

Évaluation et démonstration de la technologie (de couleur rouge)

  • Année 2 à année 3 : Méthodologie des paramètres du procédé FAPF
  • Année 2 à année 6 : Analyse comparative des propriétés de dépôt (avec capacités et connaissances acquises)
  • Année 0 à année 6 : Démonstration des possibilités d'application

Contactez-nous

David Fraser, Conseiller en affaires
Téléphone : 613-991-9972
Courriel : David.Fraser@nrc-cnrc.gc.ca
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Eric Irissou, Chef d'équipe, Projection thermique
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Courriel : Eric.irissou@cnrc-nrc.gc.ca