Renforcer la préparation opérationnelle avec la FA métallique mobile et renforcée

La société australienne SPEE3D sert depuis longtemps des industries nécessitant des solutions de fabrication robustes et agiles pour la production et la maintenance, comme la défense, le secteur maritime et l’extraction de ressources. La spécialité de la société, la FA par projection à froid (CSAM), convient particulièrement bien à ces secteurs grâce à sa capacité à produire des pièces équivalentes à des pièces moulées à la demande et à son procédé à l’état solide ultrarapide, qui projette des poudres métalliques à des vitesses supersoniques pour construire des pièces métalliques. Désormais, SPEE3D a porté sa solution de FA à un niveau supérieur avec son Unité de fabrication expéditionnaire (EMU), une unité mobile permettant aux utilisateurs de déployer la FA de métal de bout en bout sur le lieu de besoin, réduisant ainsi leur dépendance aux chaînes d’approvisionnement fragiles.

L’Unité de fabrication expéditionnaire (EMU)

Dévoilée pour la première fois au printemps 2024, l’EMU de SPEE3D est une solution complète comprenant l’imprimante 3D XSPEE3D robuste et l’unité de post-traitement et de test SPEE3Dcell, toutes deux emballées dans deux conteneurs de transport de 20 pieds pour une mobilité et un déploiement facilités.

L’imprimante 3D XSPEE3D, basée sur la technologie CSAM de SPEE3D, a été spécialement conçue pour imprimer et réparer des pièces dans des environnements éloignés et difficiles. Elle possède un grand volume de fabrication allant jusqu’à ⌀0,9 x 0,7 mètre et peut imprimer des pièces à un rythme de 100 g/min à partir de divers métaux, dont l’aluminium, le bronze aluminium, l’acier inoxydable et le cuivre. Cette machine, qu’elle soit intégrée dans l’EMU ou achetée en tant que système autonome, est toujours encapsulée en conteneur.

La SPEE3Dcell, pour sa part, constitue le deuxième élément essentiel de l’EMU. Ce système est une unité de post-traitement intégrée qui combine une machine CNC (contrôle numérique par ordinateur) à trois axes, deux fours de traitement thermique (un four de frittage et un four de vieillissement), ainsi que des outils et équipements de test pour évaluer et valider les pièces métalliques sur place. Cette solution multi-composants est également sécurisée dans un conteneur à verrouillage rotatif pour un déploiement et un transport optimisés. Le système EMU complet peut être transporté sur une seule plateforme, que ce soit par camion, navire ou avion-cargo.

« Le lancement de notre Unité de fabrication expéditionnaire répond à l’état actuel de la chaîne d’approvisionnement mondiale, qui est fragile et de plus en plus sous pression », a expliqué Byron Kennedy, PDG de SPEE3D, lors du lancement de l’EMU. « Un des problèmes pour la défense et d’autres industries lourdes est de remettre en marche rapidement l’équipement critique pour éviter des retards de production coûteux. L’EMU permettra aux organisations de défense de prendre le contrôle, en leur donnant la capacité d’imprimer et de post-traiter des pièces très rapidement depuis n’importe où. »

Robuste, efficace, agile

Pour les utilisateurs finaux, les avantages sont clairs : non seulement la solution de production de bout en bout est transportable et renforcée, mais elle augmente également l’efficacité de la fabrication et des réparations de manière spectaculaire. Selon SPEE3D, bien qu’il puisse falloir des semaines pour fabriquer ou obtenir une pièce de rechange en métal via le moulage et les chaînes d’approvisionnement traditionnelles, l’EMU permet aux utilisateurs finaux de produire des composants en seulement quelques heures, à proximité du lieu de besoin, éliminant ainsi la logistique complexe.

De plus, le procédé CSAM de SPEE3D est intuitif et rentable par rapport à certains autres procédés de FA métallique (car, contrairement à la fusion laser sur lit de poudre, les procédés de projection à froid ne nécessitent ni gaz coûteux ni lasers gourmands en énergie). En fait, la technologie n’a même pas besoin de chaleur, car elle produit des pièces métalliques à densité maximale par projection ultrasonique à froid, qui fusionne les particules métalliques grâce à l’énergie cinétique. Vous vous demandez peut-être pourquoi la SPEE3Dcell intègre deux machines de traitement thermique. Tout simplement parce que ces systèmes peuvent améliorer les propriétés des impressions CSAM, augmentant la résistance du matériau et éliminant les défauts potentiels dans la structure du matériau pour répondre aux exigences strictes des pièces critiques.

Comme les traitements thermiques, l’usinage CNC n’est pas absolument nécessaire pour la finition des pièces CSAM, mais il est utile pour garantir que les pièces métalliques imprimées ou les réparations respectent les tolérances adéquates. D’autres techniques de finition, comme le surfaçage et le polissage, peuvent également être réalisées selon les exigences de l’application. En fin de compte, l’inclusion de toutes ces options de post-traitement industriel dans le module EMU assure aux utilisateurs finaux de pouvoir répondre aux exigences des applications les plus exigeantes.

L’EMU de SPEE3D intègre également plusieurs automatisations, notamment des systèmes robotiques et logiciels automatisés, qui réduisent les besoins en formation pour l’utilisation de la solution de FA métallique et en simplifient ainsi l’intégration dans les opérations de maintien en conditions opérationnelles.

Défense, secteur maritime et au-delà

À ce jour, la solution d’impression 3D expéditionnaire de SPEE3D a principalement été adoptée par des groupes de défense et des armées,  qui bénéficient de la disponibilité opérationnelle accrue que cette technologie permet. Cependant, l’EMU de SPEE3D peut avoir des avantages tout aussi significatifs pour d’autres industries, comme le secteur maritime et l’extraction de ressources, qui peuvent utiliser le système mobile pour réparer des pièces de navires au port le plus proche ou imprimer des composants de rechange directement sur les sites miniers, par exemple.

Dans le secteur de la défense, l’EMU de SPEE3D a été sélectionnée pour deux projets pilotes : Trident Warrior , dans le cadre de l’exercice Rim of the Pacific (RIMPAC) du DoD (Département de la Défense américaine), et l’exercice SALVEX (exercice de sauvetage) de la marine américaine. Ces deux exercices, basés à Hawaï, évaluent les capacités de la solution expéditionnaire et sa viabilité pour la réparation et le remplacement d’équipements dans des environnements difficiles.

Dans l’exercice Trident Warrior, qui s’est achevé avec succès cet été, une équipe d’ingénieurs du Consortium pour la Recherche et l’Éducation en Fabrication Avancée (CAMRE) a imprimé en 3D une série de 11 pièces métalliques équivalentes à des pièces moulées pour l’armée de terre, la marine, l’armée de l’air et les garde-côtes américains. Les pièces, fabriquées en aluminium et en acier inoxydable, ont été imprimées et finies à l’aide de l’EMU et ont été soumises à des tests approfondis pour valider leurs propriétés matérielles et garantir que le procédé de FA métallique respectait les exigences. En fin de compte, l’exercice Trident Warrior a été un succès, car la solution de SPEE3D a démontré sa capacité à minimiser les temps de production et de livraison pour des pièces métalliques critiques et à renforcer les chaînes d’approvisionnement militaires dans un environnement contesté.

L’exercice SALVEX a été organisé par le Commandement des Systèmes Maritimes de la Marine (NAVSEA) à Pearl Harbor, à Hawaï. Dans le cadre de cet exercice, des réservistes de la marine américaine ont « sauvé » un navire gravement endommagé en mer et ramené au port en utilisant l’Unité de fabrication expéditionnaire pour imprimer des pièces métalliques critiques.

Cet exercice vise en fin de compte à valider l’utilisation de la CSAM pour la réparation de navires dans des conditions critiques. « Assurer la sécurité de notre nation nécessite une technologie qui peut fonctionner avec succès dans tous les environnements, y compris en mer », a déclaré un porte-parole de la marine. « Les problèmes de chaîne d’approvisionnement sont courants, donc la capacité de fabriquer rapidement des pièces métalliques depuis n’importe où est un enjeu important que nous sommes ravis de tester et, espérons-le, de résoudre. »

Outre ces cas d’utilisation militaire, SPEE3D possède un ensemble impressionnant de partenariats dans le domaine militaire, notamment avec l’armée américaine, l’armée britannique, l’armée australienne et les forces japonaises d’autodéfense terrestre. Dans le secteur maritime – vous pouvez lire en détail les activités de la société dans cette industrie dans notre livre numérique sur la FA maritime de 2024 – SPEE3D a collaboré avec le Commandement des Systèmes Navals de la Marine (NAVSEA) et diverses marines internationales.

En fin de compte, l’Unité de Fabrication Expéditionnaire de SPEE3D est une solution polyvalente qui se distingue dans l’industrie plus large de la FA métallique pour sa robustesse et sa mobilité. Aujourd’hui, l’EMU est idéalement positionnée pour permettre aux utilisateurs finaux – dans la défense, le maritime, l’énergie et au-delà – d’augmenter leur disponibilité opérationnelle en imprimant en 3D, en post-traitant et en validant des pièces métalliques équivalentes à des pièces moulées en quelques heures et, surtout, au point de besoin, que ce soit en première ligne, à bord d’un navire ou dans une mine.

Cet article a été initialement publié dans le livre numérique VM Focus Metal AM de VoxelMatters. Lisez ou téléchargez le livre numérique complet gratuitement à ce lien.