Siemens Energy et DNV automatisent le contrôle qualité et la certification de l'impression 3D métal

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La société mondiale de gestion des risques DNV GL s’est associée à Siemens Energy pour faire progresser la FA métallique au-delà des solutions fragmentaires existantes pour le contrôle qualité et la certification. Les experts de Siemens Energy à Finspång, en Suède, ont créé une plate-forme de contrôle qualité automatisée baptisée AM Cockpit, couplée à l’outil d’assurance qualité Independent Quality Monitor (IQM) de DNV. Ensemble, les deux produits sont en mesure d’effectuer une certification automatisée et à distance que les pièces imprimées peuvent être vérifiées par rapport à une impression principale approuvée.

Une capture d’écran du moniteur AM montrant l’impression en cours.

AM Cockpit collecte les flux de données des capteurs et les images du lit de poudre du processus de fabrication dans les systèmes PBF, créant un résumé numérique de chaque pièce imprimée et mettant en évidence les emplacements problématiques d’un composant. Dans le même temps, IQM surveille en permanence la qualité des données via de nouveaux algorithmes et une logique de conformité. L’IQM a été développé dans le cadre du projet européen InterQ pour la fabrication zéro défaut.

En tant que l’un des premiers à adopter la FA métallique pour la production industrielle de pièces finales, Siemens s’est imposé comme un leader dans ce domaine. Son activité Siemens Energy, nouvellement séparée, a été soumise à un processus rigoureux de test, de qualification et de répétabilité avec la fusion sur lit de poudre laser métallique (LPBF) des aubes de turbine à gaz.

Un brûleur-avant imprimé en 3D avec environ 8700 couches de superalliage de nickel à haute température. Le processus d’impression prend environ une semaine et est effectué dans une machine L-PBF avec un système laser quadruple conçu pour la fabrication en série. Les formes géométriques avancées possibles avec l’impression 3D sont particulièrement précieuses pour améliorer le mélange des combustibles et de l’air, ainsi que pour un meilleur refroidissement des surfaces exposées aux flammes.

Maintenant, il est en train d’extrapoler cette expérience au reste du monde. Cela comprenait le lancement d’un réseau de services de FA industriel, MakerVerse, et la licence de ses données à Senvol. La dernière initiative avec DNV lui permettra de participer à l’inspection et à la certification des pièces métalliques imprimées en 3D. Pour sa part, DNV a ouvert la voie à la certification des composants imprimés en 3D, en particulier pour des industries telles que le pétrole et le gaz, ainsi que pour l’offshore et la marine, après avoir lancé son programme d’approbation de première classe en 2014.

Le partenariat donne aux deux entités des places sûres non seulement dans le monde de l’impression 3D, mais aussi dans le contrôle qualité pour le secteur de l’impression 3D énergétique. Comme l’a expliqué 3DPrint.com Matt Kremenetsky, analyste macroéconomique, dans le premier article de sa série AM Drilldown, « L’essor de la FA est, avant tout, un problème énergétique, car la technologie a le potentiel d’affecter le besoin de l’humanité de gérer sa consommation d’énergie à la fois du côté de la demande et de l’offre. »

Une plus grande efficacité énergétique rendue possible grâce à des composants redessinés et imprimés en 3D réduira la consommation d’énergie et, par conséquent, la pollution par les gaz à effet de serre (sauf problèmes liés au paradoxe de Jevons). À son tour, la FA représente peut-être le fruit le plus facile à atteindre pour la décarbonisation, ce qui explique pourquoi tant de fonds gouvernementaux ont été consacrés à la technologie au cours de la dernière année seulement.

Alors que DNV certifie ces pièces, Siemens Energy s’est concentré sur un aspect clé de la production d’énergie qui sera crucial pour un certain nombre de techniques de production d’énergie : les turbines à gaz. Aujourd’hui, la majorité des turbines à gaz dépendent des combustibles fossiles, mais à mesure que l’hydrogène devient une technologie verte, il faudra la même efficacité améliorée que Siemens applique au gaz naturel.

« Grâce à sa liberté de conception, la FA est la technologie de base qui permet à Siemens Energy de développer et de modifier des turbines à gaz pour qu’elles fonctionnent avec des carburants verts, tels que l’hydrogène », a déclaré Hans Holmström, PDG de Siemens Energy en Suède.

Images reproduites avec l’aimable autorisation de DNV.

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