Faire progresser la fabrication nucléaire grâce à la fabrication additive par arc électrique (WAAM)
Framatome, un leader mondial de la technologie de l'énergie nucléaire, a cherché à explorer la faisabilité de la fabrication additive par arc électrique (WAAM) pour la production de grands composants critiques pour la sécurité. L'entreprise a choisi une roue à aubes en acier inoxydable à échelle réelle comme cas de référence pour tester la capacité du WAAM en termes de précision dimensionnelle, d'intégrité mécanique et de répétabilité.
La fabrication conventionnelle d'une telle roue à aubes implique de longs délais, d'importants déchets de matériaux et des coûts d'outillage élevés. Framatome souhaitait évaluer si le WAAM pouvait offrir une alternative plus rapide et plus flexible tout en maintenant les normes strictes exigées par l'industrie nucléaire.
Solution
MX3D a collaboré avec l'équipe R&D de Framatome pour fabriquer la roue en utilisant sa technologie robotique WAAM. Le projet a été structuré en trois étapes de développement :
- Développement de la stratégie de conception et d'impression, y compris l'optimisation et la simulation du parcours numérique.
- Fabrication d'un prototype partiel pour valider les paramètres de dépôt, le contrôle du refroidissement et la cohérence structurelle.
- Production à grande échelle de roues, combinant l'impression de précision, le traitement thermique et la finition.
Pour tenir compte du poids total de la roue, qui est d'environ 1,4 à 1,5 tonne, MX3D a équipé sa machine MX Metal AM d'un manipulateur à 2 axes à charge élevée, permettant une rotation contrôlée et l'accessibilité pendant l'impression.
Processus
La roue a été imprimée en acier inoxydable 316L à l'aide du système WAAM de MX3D. e. La précision dimensionnelle a été vérifiée par un scan 3D à chaque étape clé, tant à la sortie de l'imprimante qu'après usinage, garantissant ainsi une traçabilité complète du processus.
La géométrie finale a été obtenue grâce à un fraisage CNC , confirmant la précision dimensionnelle et la qualité de surface de la roue imprimée. Toutes les étapes ont été surveillées et enregistrées à l'aide du logiciel MetalXL de MX3D
Résultat
La collaboration entre Framatome et MX3D a permis de démontrer avec succès que la WAAM est un procédé de fabrication viable pour les composants de grande taille et complexes dans le secteur nucléaire. Le prototype de roue, qui répond à tous les objectifs du projet, présente une excellente qualité des matériaux, une grande stabilité dimensionnelle et une bonne répétabilité sur l'ensemble de la pièce.
Cette réalisation met en évidence la capacité de la technologie WAAM à réduire les délais de production, le gaspillage de matériaux et les coûts par rapport aux procédés de fabrication traditionnels, tout en garantissant une traçabilité totale et le respect des normes industrielles. Le projet a également permis de réduire considérablement l'empreinte carbone liée à la fabrication.
Pour Framatome, le projet représente une avancée majeure dans l'intégration des technologies additives avancées dans la fabrication nucléaire. Pour MX3D, il confirme la force du WAAM dans la production de composants critiques de grande valeur pour l'une des industries les plus exigeantes au monde.
Données du projet
- Client : Framatome
- Pièce : Prototype de roue en vraie grandeur
- Technologie : Fabrication additive par arc électrique (WAAM)
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