Setforge produira en série des pièces composites à l'aide de la technologie 9T Labs

Depuis plus d'un siècle, Setforge (filiale du groupe Farinia, L'Horme, France) forge et usine des composants métalliques de précision en grand volume pour des industries exigeantes comme l'automobile et l'aérospatiale. Cependant, pour maintenir son leadership et s'adapter à l'évolution des temps, l'entreprise a investi dans une technologie qui lui permettra de concevoir et de produire rapidement et à moindre coût des pièces composites renforcées de fibres de carbone afin de remplacer l'acier, l'aluminium et le titane à masse inférieure. Pour faciliter l'expansion dans les composites avancés, Setforge est devenu l'un des premiers partenaires de la solution de fabrication hybride OEM 9T Labs AG (Zürich, Suisse) et a maintenant commencé à rechercher de nouvelles applications de pièces en série à produire sur sa plate-forme Red Series Additive Fusion Solution située à L 'Hormes, France.

« Nous avons choisi leur plateforme Red Series Additive Fusion Solution, qui est une solution tout-en-un combinant logiciel, matériel et support. Le logiciel Fibrify nous permet de concevoir les pièces avec de la fibre que nous pouvons placer uniquement là où cela est nécessaire, et il est directement lié aux logiciels de simulation structurelle disponibles dans le commerce », explique Damien Felix, chef de projet R&D chez Setforge. « La combinaison de la fabrication additive [AM] et du moulage est unique. Nous pouvons proposer des pièces structurelles reproductibles et également compétitives. L'expertise de 9T Labs dans les composites nous aide à identifier la bonne application et à concevoir facilement des pièces adaptées à la charge. Nous pouvons même placer des inserts métalliques, si besoin, avant de densifier les fibres et réduire la porosité. Nous obtenons des pièces finies en forme de filet avec des taux de fibres élevés et une faible porosité qui supportent une charge spécifique quatre fois supérieure à celle de l'acier. »

Quelle est l'utilité du marché des pièces qui peuvent être produites en forme proche du filet,
avec un rapport poids/performance optimisé et une mécanique plus élevée
performances que d'autres procédés de fabrication de fibres de carbone à grande vitesse ? Didier Henry, directeur de Setforge, explique que la réponse est « tout marché dominé par l'aluminium et le titane, ou où des pièces solides et légères sont précieuses. Ces pièces seront même intéressantes pour remplacer d'autres pièces composites qui doivent être améliorées, allégées et renforcées. »

Avec la mise en place de ses premières capacités de production AM en fibre de carbone grâce à 9T Labs, Setforge dit qu'il sera en mesure de produire jusqu'à 5 000 pièces composites en fibre de carbone par an dans des tailles allant jusqu'à 350 x 270 x 250 millimètres. Alors que la capacité augmente en 2023 et au-delà, Setforge s'attend à être en mesure de produire 100 000 pièces/an et d'étendre les dimensions des pièces.

"Avec la Série Rouge, nous voulons proposer de remplacer les pièces métalliques par des composites pour nos marchés actuels comme l'automobile ou l'aérospatiale, mais nous voulons également proposer des solutions innovantes pour de nouveaux marchés - par exemple, le luxe, le sport, le médical, l'exosquelette [par exemple, systèmes d'assistance au levage ergonomiques portables] et des drones », ajoute Felix. (Voir « 9T Labs évalue la FA pour les applications médicales et aérospatiales. »)

La technologie de fabrication hybride avancée de 9T Labs permet de produire des pièces structurelles hautes performances - dans des sections difficiles de petite à moyenne taille et épaisses - dans des composites thermoplastiques renforcés de fibres de carbone (CFRTP) dans des volumes de production allant de 100 à 10 000
pièces/an. En combinant l'impression 3D (qui offre une liberté de conception, une partie
complexité et contrôle de l'orientation des fibres) avec moulage par compression dans des matrices métalliques assorties (fournissant des temps de cycle rapides, des taux de production élevés, d'excellentes finitions de surface avec de faibles vides, ainsi qu'une répétabilité et une reproductibilité élevées), le système de production hybride offre le meilleur de fabrication additive et soustractive.

La plate-forme brevetée Red Series Additive Fusion Solution de la société se compose d'un module de construction - une imprimante 3D assurant la superposition de fibres et la production de préformes - et d'un module de fusion - une presse de compression compacte assurant la consolidation des préformes et le formage de la pièce finale. Le matériel est pris en charge par la suite de conception Fibrify de 9T Labs. Ce logiciel permet d'importer des fichiers CAO, d'optimiser la conception des pièces et les couches de fibres, puis de les déplacer dans les grandes entreprises commerciales.
programmes d'analyse structurelle pour vérifier les performances structurelles. Cela, selon 9T Labs, élimine le cycle coûteux et fastidieux de création et de rupture de conception de pièces, de production et de test de prototypes et de modifications ultérieures des conceptions pour mieux répondre aux objectifs de performances et de coûts. À son tour,
cela aide les fabricants à commercialiser des pièces plus rapidement et à moindre coût.

Ensemble, le système peut produire rapidement, efficacement, de manière cohérente et rentable des pièces structurelles d'une grande complexité en composites CFRTP pour le prototypage initial jusqu'à la fabrication en grand volume. De plus, l'utilisation de matériaux standard éprouvés de l'industrie - polyamide 12 (PA12) pur (non renforcé) et renforcé de fibres de carbone, polyphénylènesulfure (PPS), polyéthercétonecétone (PEKK) et polyétheréthercétone (PEEK) - des pièces composites structurelles légères capables de remplacement des métaux dans des environnements difficiles peut être produit à un prix abordable avec peu de déchets, un meilleur rapport achat/vol et des niveaux élevés de R&R. Étant donné que les matrices thermoplastiques peuvent être retraitées à l'état fondu, les déchets et les pièces peuvent être recyclés, et plusieurs sous-ensembles imprimés en 3D peuvent être soudés ensemble au cours de l'étape de fusion.