La fabrication additive par arc électrique (WAAM) est de plus en plus utilisée pour les applications industrielles soumises à des charges. Afin d'élargir encore son portefeuille de matériaux , MX3D a validé avec succès l'acier inoxydable super duplex (ER2594) pour le WAAM, en ciblant les environnements exigeants tels que l'offshore, le maritime, l'énergie et le traitement chimique. Le fil utilisé pour les tests a été fourni par notre partenaire NovaMetal.
Afin de confirmer que la production était prête, MX3D a mené un programme de qualification complet en collaboration avec l' Institut belge du soudage (BWI), comprenant des essais de flexion, de traction et de choc, ainsi qu'une inspection radiographique sur des sections imprimées par WAAM de 5 mm et 50 mm.
Essai de flexion : ductilité sur des sections minces et épaisses
Les essais de flexion ont été réalisés conformément à la section IX de la norme ASME BPVC.
- Les échantillons de 5 mm et 50 mm ont été pliés à 180°, en appliquant les niveaux d'allongement requis définis par la norme.
- L'inspection visuelle n'a révélé aucune fissure ni imperfection de surface sur aucun des échantillons.
Ces résultats confirment une ductilité constante et une bonne adhérence entre les couches, même dans les composants super duplex épais imprimés par WAAM.
Essai de traction : résistance et allongement confirmés
Essai de traction effectué conformément à la norme ISO 6892-1 (méthode A), avec des échantillons prélevés perpendiculairement à la direction de construction WAAM.
- Les échantillons de 5 mm ont présenté des limites d'élasticité d'environ 550 MPa , des résistances à la traction d'environ 760 MPa et des valeurs d'allongement supérieures à 30 % .
- Les échantillons de 50 mm ont démontré des niveaux de résistance encore plus élevés, avec des limites d'élasticité d'environ 580 MPa , des résistances à la traction pouvant atteindre 850 MPa et des valeurs d'allongement d'environ 35 % .
Tous les résultats ont été jugés acceptables, démontrant une performance mécanique stable pour toutes les épaisseurs de section.
Examen macroscopique
L'examen microscopique a confirmé une microstructure duplex uniforme, sans phases anormales ni défauts intercouches, indiquant un traitement WAAM stable et corroborant les performances mécaniques mesurées.
- 5 mm
- 50 mm
Essais d'impact : une résistance bien supérieure aux exigences
Des essais de choc Charpy à entaille en V ont été réalisés sur des échantillons super duplex WAAM de 50 mm à -40 °C , conformément aux normes ASTM SA-370 et ASME BPVC Section IX.
- L'énergie d'impact minimale requise était de 27 J. Les valeurs mesurées variaient entre environ 94 J à 158 J , avec une moyenne bien supérieure à 100 J .
- Une valeur représentative de 119 J illustre clairement que le matériau WAAM dépasse largement les exigences.
Ces résultats confirment l'excellente résistance à basse température du super duplex imprimé par WAAM.
Inspection radiographique : qualité interne vérifiée
Une inspection radiographique (rayons X) a été réalisée sur des sections minces et épaisses de WAAM. Les inspections ont confirmé une qualité interne élevée du matériau, comparable à celle des composants super duplex moulés ou forgés, sans défaut critique détecté.
Ce que cela signifie pour l'industrie WAAM
La qualification réussie de l'acier inoxydable super duplex démontre que le WAAM peut fournir des composants hautement résistants, anticorrosion et robustes à l'échelle industrielle.
Avec des performances éprouvées lors des essais mécaniques et des inspections, l'acier super duplex imprimé par WAAM est parfaitement adapté aux applications offshore, maritimes et énergétiques et de traitement chimique, offrant une alternative robuste aux méthodes de fabrication conventionnelles, grâce également à l' service d'impression à la demande 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et aux capacités des systèmes M1 et MX .
