Arc hybride à fil AM pour l'industrie du pétrole et du gaz
MX3D a terminé avec succès l'impression d'un collier de serrage pour pipeline industriel. Les colliers de ce type sont utilisés dans les secteurs de la chimie et du pétrole et du gaz pour prévenir les incidents et augmenter la durée de fonctionnement d'une installation avant qu'une maintenance ne soit nécessaire.
Dans l'industrie pétrolière et gazière, il est essentiel de raccourcir les délais d'exécution, car il est essentiel de réduire les temps d'arrêt de la production ainsi que les risques pour l'environnement, l'homme et la sécurité. Le délai actuel de réparation des pipelines peut atteindre 2 à 3 semaines, avec une perte de valeur potentielle de plusieurs centaines de milliers d'euros à 1 million d'euros par jour. Les processus actuels de réparation par clampage reposent généralement sur le fraisage CNC, le travail manuel spécialisé ou une combinaison des deux. Chacun de ces procédés présente des inconvénients : le fraisage CNC entraîne une perte importante de matériau (en moyenne >80 % du matériau d'origine) et les travailleurs spécialisés se font de plus en plus rares.
« Les colliers de serrage et/ou les boîtiers utilisés pour le colmatage en ligne des fuites dans les installations (pétro)chimiques sont, à plus de 90 %, conçus et fabriqués sur mesure et nécessitent, dans la plupart des cas, des délais de livraison très courts », a déclaré Simon van der Harst, de l'équipe Services industriels, spécialiste senior en ingénierie et fabrication.
"La technologie WAAM, si elle est développée davantage dans un avenir proche, peut constituer un avantage en ce sens qu'elle ne nécessite plus d'investissements importants pour conserver une grande variété de matériaux de base (plaques), qu'elle ne génère que très peu, voire pas du tout, de déchets si l'on part de zéro, qu'elle minimise le temps d'usinage final, qu'elle permet une plus grande variété de conceptions et qu'elle dépend moins des outils et des composants de base disponibles.
« La fabrication additive hybride combine à la fois les avantages de la fabrication traditionnelle, tels que la précision et la grande rapidité de production des pièces « simples », et ceux de la fabrication additive, comme la liberté géométrique, la rapidité de production et le gaspillage minimal de matière. La qualité et la complexité de la pince WAAM illustrent le potentiel de la technologie développée par MX3D »,
Dans le cadre du projet WAAM Clamp, une pièce de réparation typique pour les pipelines a été étudiée et fabriquée avec la technique hybride WAAM. Cette technique offre une solution de production intelligente, en combinant les avantages de la fabrication traditionnelle (comme l'usinage de précision) avec les avantages de la fabrication additive par arc électrique (comme la liberté de forme, les taux de dépôt élevés et le gaspillage minimal de matériaux).
Le procédé WAAM hybride présente plusieurs avantages par rapport aux technologies conventionnelles telles que le forgeage, le fraisage CNC et le soudage manuel (qui nécessite des soudeurs spécialisés) dans le secteur pétrolier et gazier. Comparé au forgeage, le WAAM offre des délais de fabrication plus courts, car il permet de produire localement, à la demande et dans des sites éloignés. Par rapport au fraisage CNC, le WAAM génère beaucoup moins de déchets de matériaux, car il utilise un procédé de fabrication additive plutôt qu’un procédé soustractif. Enfin, par rapport au soudage manuel, le fabricant est moins dépendant de la disponibilité de soudeurs spécialisés, car les robots peuvent fabriquer 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. En intégrant des composants standard préfabriqués dans le processus WAAM (c'est-à-dire le WAAM hybride), chacun des avantages décrits ci-dessus est renforcé par la réduction des délais de livraison et des temps de fabrication par rapport au WAAM classique.
En alliant la production de pièces imprimées de haute qualité à une technologie intuitive, MX3D révolutionne l'impression 3D métallique à grande échelle. Notre logiciel propriétaire MetalXL WAAM permet à toute personne adoptant la fabrication additive par arc électrique de le faire avec un maximum d'efficacité et de simplicité.
Le consortium est parvenu à atteindre un niveau d'assurance élevé pour la pince WAAM. L'IBB a testé les matériaux et a confirmé que le matériel imprimé était conforme aux exigences clés de TEAM Industries pour ce matériau. Le système d'AM métal MX3D M1, l'installation et les procédures ont été qualifiés par Lloyd's Register.
Le matériau de base et d'impression utilisé était l'ASME IIA SA-516-70, un type d'acier souvent utilisé dans les industries chimiques, pétrolières et gazières. Les exigences relatives aux propriétés mécaniques de ce matériau ont été dictées par son cas d'utilisation le plus courant : les appareils à pression fonctionnant à des températures moyennes ou basses.
Les essais destructifs ont été réalisés conformément à la norme ASTM A370. Les résultats des essais destructifs ont prouvé que le matériau imprimé, même dans sa direction la moins favorable, possède des propriétés mécaniques similaires ou supérieures à celles du matériau de base, répondant ainsi aux exigences de l'ASME.
Le projet a reçu le soutien du programme Horizon 2020 de l'UE, par le biais du premier appel à propositions pour le programme de démonstration TRINITY, nom complet du projet : Digital Technologies, Advanced Robotics and increased Cyber-security for Agile Production in Future European Manufacturing Ecosystems, Acronyme : TRINITY, numéro de convention de subvention Horizon de l'UE : 825196.
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