L'impression 3D pionnière dans l'acier inoxydable super-duplex

Sandvik s'est aventurée là où aucune autre entreprise n'est allée : elle a réussi à imprimer en 3D des composants en acier inoxydable super-duplex. Cette innovation ouvre des perspectives intéressantes pour les segments de l'industrie offshore.

L'utilisation de matériaux à base de fer et hautement résistants à la corrosion dans la fabrication additive (AM) a connu un intérêt croissant au cours des dernières années. Cela s'explique en grande partie par les besoins d'industries exigeantes telles que les segments de l'offshore et de la marine, où les environnements difficiles nécessitent non seulement des matériaux avancés, mais aussi la production à la demande de pièces de rechange afin de minimiser les stocks et de réduire les déchets de matériaux.

Pour ce qui est de la résistance aux éléments agressifs, une famille de matériaux se démarque. Osprey® 2507 est un alliage super-duplex doté d'une excellente résistance à la corrosion et d'une résistance mécanique exceptionnelle, produit et optimisé pour l'impression 3D par les experts en matériaux de Sandvik Additive Manufacturing. Depuis des décennies, Sandvik mène l'évolution des matériaux pour les aciers inoxydables duplex, en lançant continuellement de nouveaux matériaux duplex et super-duplex aux propriétés améliorées. L'offre s'est encore renforcée en 2019, lorsque Sandvik a acquis une participation significative dans le groupe BEAMIT, le plus grand fournisseur indépendant de services AM au monde. Le groupe BEAMIT soutient les industries les plus exigeantes avec des composants métalliques haut de gamme.

Premier sur le marché

Les aciers inoxydables super-duplex de Sandvik sont déjà utilisés avec succès dans des environnements hautement corrosifs tels que le secteur de l'énergie offshore exposé à l'eau de mer et dans le traitement chimique exigeant. Principalement utilisé sous forme de tubes, de plaques et de barres sans soudure, l'acier super-duplex s'est avéré être un défi pour la fabrication additive. La complexité des deux phases différentes du super duplex, l'austénite et la ferrite, rend difficile l'impression 3D sans fissures. En outre, le traitement thermique doit être contrôlé par la suite pour obtenir une microstructure 50/50.

Mikael Schuisky

"Nous sommes fiers de dire que Sandvik est le premier à proposer sur le marché des composants super-duplex imprimés en 3D", déclare Mikael Schuisky, vice-président et directeur de l'unité commerciale de Sandvik Additive Manufacturing. "Alors que beaucoup ont essayé et échoué, nous sommes très heureux d'avoir vu des composants imprimés selon une norme qui ne se contente pas de répondre à celle de plusieurs homologues fabriqués de manière conventionnelle, mais qui la surpasse."

Le secret de la réussite

Nikhil Dixit est ingénieur d'application chez Sandvik Additive Manufacturing. Il s'est fortement impliqué dans le développement de paramètres de processus et de qualifications de matériaux pour l'impression 3D d'aciers inoxydables super-duplex.

Comment réussissez-vous à imprimer des composants super-duplex et en quoi diffèrent-ils des pièces fabriquées de manière conventionnelle ?
"La fabrication additive ne se limite pas à l'impression. Nous sommes fiers d'utiliser et de manifester notre approche "planifiez, imprimez, perfectionnez", en affirmant que l'impression n'est qu'une des nombreuses étapes à maîtriser pour réussir l'industrialisation de la fabrication additive. Cette philosophie a toujours été présente dans ce processus. L'utilisation de matières premières de qualité supérieure est essentielle pour obtenir un composant imprimé de haute qualité. Et la poudre métallique super-duplex produite et optimisée pour l'impression 3D au sein de Sandvik se distingue nettement en termes de caractéristiques de la poudre et de faibles niveaux d'oxygène. En termes de résistance à la traction, à l'impact et à la corrosion, l'acier inoxydable super-duplex fabriqué de manière additive ne se contente pas d'atteindre les performances des composants fabriqués de manière conventionnelle, mais les dépasse même. Nous avons observé des composants presque entièrement denses (>99,9 %) et exempts de fissures, même avant le post-traitement".

Nikhil Dixit

Quel est le potentiel lié à la fabrication additive de super-duplex, autre que celui du matériau lui-même ?
"Les industries où l'acier inoxydable super-duplex est le matériau de choix profiteront également des avantages de la mise en œuvre de la fabrication additive. La fabrication additive est considérée comme une technologie de rupture dans divers secteurs d'activité, permettant d'optimiser les performances et de réduire les déchets de matériaux et l'impact sur l'environnement, ainsi que la production à la demande. Dans les industries offshore en particulier, je dirais que la mise en œuvre de super-duplex imprimés en 3D - y compris la production à la demande de pièces de rechange, la réduction des stocks et les livraisons en temps voulu - pourrait avoir un impact révolutionnaire sur la rentabilité et les performances."

Que fait Sandvik à partir de là ?
"Nous sommes très enthousiastes à l'idée de nous associer et de nous mettre au travail avec nos clients dans les différents segments de l'offshore afin d'en faire l'expérience. Par ailleurs, en collaboration avec BEAMIT, nous travaillons déjà d'arrache-pied au développement de paramètres d'impression pour les machines à laser multiples afin d'étendre notre offre à des applications encore plus vastes, ce qui permettra à un nombre encore plus grand de clients d'intégrer l'AM dans leurs opérations. En agissant sur ce marché en pleine expansion, et dans un environnement aussi innovant, je peux affirmer en toute confiance que ce n'est que le début".