La fabrication additive par arc électrique (WAAM) marque un tournant fondamental dans la conception et la fabrication de composants métalliques lourds, en contournant les contraintes et le gaspillage de matière liés à l'usinage soustractif et au moulage traditionnels. Ce livre blanc explore la transition cruciale des poudres métalliques coûteuses vers les fils de soudage disponibles dans le commerce, en mettant en avant les avantages économiques, opérationnels et métallurgiques qui en découlent. En détaillant l'approvisionnement en fils, le comportement thermique spécifique aux alliages, les cadres rigoureux d'assurance qualité et la conformité aux normes DNV AMC 3, ce document montre comment la technologie WAAM permet de produire de manière constante des pièces porteuses exemptes de défauts, destinées à des environnements industriels extrêmes.
Principales conclusions :
- Aspects économiques des matières premières : l'utilisation de fil de soudage solide offre une rentabilité des investissements significative et des taux de dépôt nettement supérieurs à ceux des systèmes à base de poudre, ce qui évite de recourir à de grandes enceintes sous vide et à des infrastructures spécialisées de recyclage de la poudre.
- Contrôle thermique spécifique à chaque alliage : pour obtenir des propriétés mécaniques optimales, il est nécessaire d'associer des alliages spécifiques à des stratégies de dépôt précises, comme le recours au transfert de métal à froid (CMT) pour préserver l'équilibre de phases 50/50 dans les aciers inoxydables duplex, ou la réduction stricte de l'apport de chaleur dans les superalliages au nickel afin d'éviter les fissures de solidification.
- Cadre d'assurance qualité : l'intégrité structurelle est garantie par une double approche qui combine la vérification numérique des trajectoires d'usinage, imposant une plage de tolérance stricte de 15 % à 50 % pour le chevauchement des cordons de soudure, avec des essais physiques hors ligne exhaustifs et une surveillance numérique en ligne continue à l'aide de plusieurs capteurs.
- Certification réglementaire : les composants WAAM peuvent obtenir la certification « Additive Manufacturing Class 3 » (AMC 3) dans le cadre de la norme DNV-ST-B203, ce qui atteste qu’ils répondent aux exigences rigoureuses en matière de composition chimique, de contrôles non destructifs et de traçabilité requises pour les applications critiques dans les secteurs maritime et énergétique.
- Déploiement industriel : cette technologie remplace progressivement les pièces moulées et forgées lourdes sur le terrain, permettant ainsi l'impression en continu d'un corps de vanne en acier au carbone pesant pas moins de 750 kg en seulement 180 heures, et facilitant la rétro-ingénierie à la demande d'une pièce de rechange pour turbine à vapeur de 97 kg en cinq jours.
