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I. Introduction au WAAM:

Le WAAM est probablement aujourd’hui le moins développé des process de fabrication métallique. Les débouchés sont en effet peu nombreux dans l’état actuel. C’est un procédé relativement simple sur le papier mais complexe en terme métallurgique et au niveau des apports de puissance. Son fonctionnement ressemble à celui du process FDM pour le plastique mais appliqué aux matières métalliques. Ainsi, du fil chauffé vient être déposé sur un substrat et la thermique fait le reste.

II. Matière première :

Le WAAM utilise un fil de métal dans des alliages divers (dépendant bien entendu de l’application) d’un diamètre allant de plusieurs dixièmes à plusieurs dizaines de millimètres suivant le process utilisé et la pièce souhaitée. Le panel de matériaux disponible sous forme de fil est énorme. Seul le critère de soudabilité sera à vérifier pour pouvoir être utilisé en WAAM.

III. Fonctionnement du WAAM:

Les architectures de ces différents procédés sont bien souvent identiques. Ces dernières se composent d’un bâti sur lequel la pièce sera imprimée et d’un bras ou deux robotisés pour gérer l’arrivée du filament et la source de puissance.

Ces procédés sont fortement inspirés des process de soudure MIG (ou soudure semi-automatique). Ainsi, Les différences fondamentales entre les différents process de la famille WAAM sont dans la source de puissance. Justement, le process WAAM proprement dit utilise un arc électrique entre le fil et la pièce pour générer une chaleur qui viendra fusionner le filament à l’endroit ou nous avons besoin de matière. Un dérivé du WAAM, le WALAM (Wire Arc Laser Additive Manufacturing utilise lui un laser qui vient fusionner le filament. Enfin un autre dérivé un peu plus complexe ici, l’EBAM (Electron Beam Additive Manufacturing). Ce dernier utilise un faisceau d’électron (ce qui entraîne le besoin de fonctionner sous vide).

Pièce réalisée par procédé WAAM
Pièce réalisée par procédé WAAM par Thibault AGIUS et Eddy BERNOU

Ces trois différents procédés ont chacun leurs avantages et inconvénients. A noter un point important est que la source de puissance va influer le choix du matériau imprimable. En effet, certains matériaux s’adaptent mieux à certains process qu’à d’autres.

Pièce réalisée par EBAM
Pièce réalisée à l’aide du procédé EBAM par Sciaky

Les machines sont relativement simples (hors EBAM) avec uniquement un ou deux robots et un support. Cette simplicité permet de réduire significativement le prix des équipements, en comparaison aux autres procédés métalliques. Les procédés WAAM à l’instar des procédés CLAD fournissent des pièces avec des santés métallurgiques très bonnes. Aussi, les pièces ont très peu de porosités et d’inclusions.

IV. Après la fabrication :

Ce qu’il faut retenir est que le WAAM permet de créer des structures de très grandes tailles, dans des temps de fabrication record. Cependant les états de surfaces sont très très grossiers. Aussi, il faudra bien souvent opérer à des étapes de finition et de post traitement pour pouvoir utiliser les pièces.

Ces étapes de finitions sont complexes car les matériaux obtenus avec le procédé sont très durs (donc difficiles à usiner). Combiné aux état de surface médiocres, ces différents points rendent les opérations d’usinage longues et fastidieuses.

V. Conclusion :

Enfin, la technologie d’impression WAAM nécessite des supports de fabrication. Ainsi, c’est ici le plus gros défaut puisqu’il n’est pas possible de réaliser des supports « légers » ou « sécables » comme en EBM ou en LPBF. Ce besoin de supportage nécessite un travail d’adaptation et de réflexion des conceptions des pièces très important afin de réduire au maximum les opérations nécessaires pour rendre la pièce fonctionnelle.

Pièce réalisée par procédé WAAM
Pièce réalisée par procédé WAAM par Thibault AGIUS et Eddy BERNOU

Si vous souhaitez retrouver quelques business cases concernant ce procédé en voici quelques-uns :

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