Développer des outillages INVAR® de grande dimension sans recourir à la fonderie

Les enjeux industriels du projet ARWEN

Le projet s’inscrit dans un contexte d’augmentation des cadences industrielles et d’utilisation croissante des matériaux composites dans l’aéronautique. Les outillages réalisés par fonderie peuvent générer des non-qualités, des délais d’approvisionnement longs et des coûts élevés.

• proposer une alternative au procédé de fonderie ;
• éviter les problèmes de non-qualité associés aux bruts de moules ;
• réduire les temps de fabrication et d’approvisionnement ;
• réduire le coût des outillages ;
• augmenter les possibilités d’approvisionnement en outillages INVAR® ;
• permettre la modification ou la réparation des outillages par fabrication additive.

ARWEN vise ainsi à sécuriser la disponibilité d’outillages de grande dimension tout en réinternalisant une partie de la valeur ajoutée chez Loiretech.

Les technologies développées pour les outillages INVAR

Le projet a développé et validé plusieurs briques technologiques nécessaires à la réalisation du procédé hybride :

• un algorithme de discrétisation pour déterminer les pavés constituant la surface de l’outillage ;
• des outils d’optimisation couplés à un logiciel de modélisation du soudage afin de minimiser les déformations ;
• un couplage avec l’algorithme de discrétisation afin de minimiser le coût sous contraintes métiers ;
• des stratégies robotiques pour les trajectoires de mise en position des pavés, de soudage et de fabrication additive ;
• des paramètres procédés de soudage et de fabrication additive ;
• le renforcement des compétences en soudage robotisé, fabrication additive WAAM, optimisation et compréhension des phénomènes physiques liés au procédé MAG ;
• l’acquisition d’une cellule de soudage robotisé et de fabrication additive WAAM.

Les travaux ont conduit à la validation de briques génériques sur plusieurs pavés, à la réalisation d’un démonstrateur représentatif de type « cornière » puis d’un démonstrateur « coque 1 m² ».

Les résultats du projet et impacts industriels

Les résultats du projet sont présentés comme très encourageants et proposent une alternative améliorée à la fonderie pour la réalisation des bruts d’outillages.

• amélioration de la qualité du brut réalisé, avec une forte diminution des temps de reprise liés aux non-qualités ;
• division par cinq du temps de fabrication et d’approvisionnement ;
• baisse du coût de fabrication ;
• mise à disposition chez Loiretech d’un moyen industriel à l’échelle 1 ;
• possibilité de modifier ou réparer les outillages par fabrication additive ;
• réinternalisation de valeur ajoutée chez Loiretech en limitant la sous-traitance auprès des fonderies.

À la clôture du projet, l’évaluation précise de l’impact économique était encore considérée comme prématurée, mais les gains de qualité et de délai étaient déjà établis.