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

Jun 11, 2023

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La société mondiale de gestion des risques DNV GL s'est associée à Siemens Energy pour faire progresser la fabrication additive 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 qui est couplée à l'outil d'assurance qualité Independent Quality Monitor (IQM) de DNV. Ensemble, les deux produits sont capables d'effectuer une certification automatisée et à distance selon laquelle les pièces imprimées peuvent être vérifiées par rapport à une impression maître 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 de pièces finales industrielles, Siemens s'est imposé comme un leader dans le domaine. Son activité nouvellement séparée Siemens Energy a suivi le processus rigoureux de test, de qualification et d'obtention de la répétabilité avec la fusion laser sur lit de poudre métallique (LPBF) des aubes de turbine à gaz.

Une façade de brûleur imprimée 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 carburants et de l'air, ainsi que pour un meilleur refroidissement des surfaces exposées à la flamme.

Maintenant, il est en train d'extrapoler cette expérience au reste du monde. Cela comprenait le lancement d'un réseau de services AM industriel, MakerVerse, et la licence de ses données à Senvol. Le dernier mouvement avec DNV le verra 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 l'offshore et la marine, ayant lancé son programme d'approbation de première classe en 2014.

Le partenariat offre aux deux entités des places sécurisées 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 l'analyste macro de 3DPrint.com, Matt Kremenetsky, dans le premier article de sa série AM Drilldown, "L'essor de la FA est avant tout un problème d'énergie, 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 l'offre et de la demande."

Une plus grande efficacité énergétique rendue possible grâce à des composants imprimés en 3D repensés réduira la consommation d'énergie et, par conséquent, la pollution par les gaz à effet de serre (sauf les problèmes liés au paradoxe de Jevons). À son tour, la FA représente peut-être le fruit le plus facile pour la décarbonisation, ce qui explique pourquoi tant de financements publics 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 reposent sur des combustibles fossiles, mais à mesure que l'hydrogène devient une technologie verte, il nécessitera 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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