Nanci Hardwick, PDG de MELD Manufacturing, parle de la révolution de la fabrication additive métallique

MELD Manufacturing Corporation est le pionnier d'une nouvelle technologie radicale qui permet l'impression 3D de métaux sans fondre. Après une décennie de développement avec Aeroprobe, MELD s'est transformée en filiale au printemps 2018 et a présenté sa machine B8 à grande échelle en avril 2018. La B8 défie l'impression 3D métallique conventionnelle sur lit de poudre en utilisant un processus de fabrication à l'état solide basé sur le soudage par friction malaxage. En liant le métal par friction et pression (plutôt que par chaleur), MELD offre une multitude d'avantages uniques.

Vision derrière la fabrication MELD

MELD est une petite entreprise appartenant à des femmes fondée l’année dernière en Virginie. Il a reçu le prestigieux R&D 100 Award en 2018, un concours international qui récompense les 100 produits les plus innovants au monde. Notre mission est de révolutionner la fabrication et de permettre la réparation de l'irréparable. Contrairement à de nombreuses entreprises de FA qui se concentrent uniquement sur la création de pièces, l'approche de MELD couvre la sélection des matériaux, la fabrication additive et la réparation après fabrication, permettant aux concepteurs de construire des pièces à partir de zéro pour des performances optimales.

Comment fonctionne la technologie MELD

L’innovation principale de MELD est son procédé à l’état solide. Contrairement aux méthodes traditionnelles de fabrication additive qui font fondre le métal, MELD utilise un outil creux rotatif pour appliquer une pression et une friction extrêmes à la fois sur le matériau d'alimentation et sur le matériau de base. Cela déforme plastiquement les matériaux, leur permettant d’être « mélangés » ensemble – un processus de friction-malaxage additif. La structure du grain est raffinée, offrant une résistance supérieure, une résistance à la corrosion et des performances supérieures en fatigue par impact. Étant donné que le processus se déroule en dessous de la température de fusion, MELD peut traiter des poudres, des flocons, des copeaux et des barres solides sans spécifications strictes en matière de matériaux, contrairement à de nombreux systèmes de fabrication additive qui nécessitent des matières premières exclusives.

MELD fonctionne dans une atmosphère ouverte, éliminant le besoin de protection sous vide ou par gaz inerte. Cela réduit les coûts, améliore la sécurité et rend le processus respectueux de l'environnement. Il permet également une adaptation transparente aux pièces de grande taille, essentielles pour les applications telles que la réparation de navires, d'engins spatiaux et de ponts, sans les limitations imposées par les systèmes à chambre fermée.

La consommation d'énergie est faible car les lasers ne sont pas utilisés et les taux de dépôt sont élevés. Les pièces finies sont entièrement denses, éliminant les étapes de post-traitement telles que le pressage isostatique à chaud (HIP) ou le frittage.

Comparaison de MELD à d'autres méthodes de fabrication additive métallique

Chaque technologie de fabrication additive métallique a sa niche. Les caractéristiques distinctives de MELD sont sa nature solide, son fonctionnement à l’air libre et sa polyvalence inégalée en matière de matériaux. Il peut construire ou réparer de très grandes pièces, ajouter des revêtements résistants à l'usure ou balistiques et modifier des composants existants. Le processus à faible température entraîne une contrainte résiduelle minimale, ce qui est particulièrement précieux pour les pièces aérospatiales et automobiles qui nécessitent une géométrie et une intégrité structurelle précises.

MELD permet également la création d'alliages in situ et la fabrication de composites à matrice métallique, un avantage pour le prototypage rapide de nouvelles compositions de matériaux. De plus, la technologie a prouvé sa capacité à recycler les puces des machines en pièces finies, renforçant ainsi ses références écologiques.

Impact de l'impression 3D métallique sur l'industrie

La fabrication additive métallique offre des économies de coûts, des gains de performances, une logistique réduite et la possibilité de réparer les composants sur site. Ces avantages s'appliquent à pratiquement toutes les industries qui utilisent du métal dans leur production. La flexibilité de MELD (gestion d'un large éventail de matériaux et de tailles de pièces) le rend particulièrement attrayant pour les secteurs allant de l'aérospatiale à la production d'électricité.

État actuel et perspectives futures de la fabrication additive

Nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère, passant de l’Industrie4.0 à l’Industrie5.0. Les cinq prochaines années verront le passage du prototypage rapide à la conception intégrée des matériaux et à l’optimisation des performances au stade de la conception. En évaluant et en adaptant les propriétés des matériaux, telles que la ductilité ou la résistance localisée, dès la phase de conception, nous pouvons libérer tout le potentiel de la fabrication additive.

Principaux défis pour une adoption plus large

Le plus grand obstacle est le manque d’expertise interne. De nombreuses entreprises confient leur stratégie de FA à des personnes dont les principales responsabilités sont ailleurs. L'accélération de l'adoption nécessite des champions internes dédiés et une allocation stratégique des ressources.

Taille de l'entreprise par rapport à l'expertise AM

La taille ne dicte pas la capacité. Les petites entreprises peuvent agir rapidement et prendre des décisions audacieuses, tandis que les grandes organisations peuvent lutter contre l’inertie. Le facteur critique est la capacité à s'adapter au changement et à déployer rapidement des solutions AM.

Démarrer avec l'impression 3D métal

Commencez par évaluer la taille du produit, les exigences en matière de matériaux et les critères de performance. Faites correspondre ces fonctionnalités aux capacités des processus AM disponibles. Une fois les principes fondamentaux maîtrisés, les possibilités de réduction des coûts, des délais et du poids augmentent de façon exponentielle. L'éducation et l'expérience pratique sont les meilleurs moteurs d'intérêt.

Qu'est-ce qui nous attend pour la fabrication MELD

MELD cible l'Industrie 5.0 en fusionnant la science des matériaux, l'ingénierie mécanique et électrique et la personnalisation de la conception. Les initiatives à venir incluent une plate-forme de machines à plus grand espace de construction, un programme de formation d'opérateurs certifiés et un consortium de recherche pour accélérer l'innovation.

Les femmes dans l'impression 3D

Lors d'un récent événement Women in Manufacturing organisé par Volvo Trucks, j'ai souligné que les femmes apportent courage, collaboration et résilience sur le terrain. La culture inclusive de MELD encourage toute personne désireuse de tenter sa chance à rejoindre cette technologie transformatrice.

Pour en savoir plus sur MELD Manufacturing, visitez meldmanufacturing.com .