Superalliage à la rescousse !

3 novembre 2021

Impression 3D avec Hastelloy®X

Hastelloy® X est le matériau de choix pour les composants importants des turbines à gaz et des sections chaudes dans l'aérospatiale ainsi que pour une variété d'applications pétrolières, gazières et énergétiques à haute température/haute corrosion. Formable et soudable, ce superalliage (mélange de nickel, chrome, fer et molybdène) offre un point de fusion extrêmement élevé, une résistance mécanique supérieure, un faible fluage et une résistance durable à l'oxydation et/ou à la corrosion.

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Écoutez le vice-président des ventes mondiales et du développement commercial de Velo3D. Dr. Zach Murphree sur Hastelloy® X

Alors que HastX est fabriqué selon des méthodes conventionnelles depuis environ 70 ans (Pratt & Whitney l'a utilisé dans les moteurs à réaction qui ont propulsé le premier Boeing 707 dans les années 1950), il n'a commencé à être imprimé en 3D qu'il y a environ cinq ans - et certains équipementiers ont rencontré des problèmes avec la génération de suie, la fissuration et d'autres aspects liés au processus AM.

Mais, correctement manipulé, HastX imprimé en 3D offre de nombreux avantages inégalés. Et ces applications à haute température/forte corrosion, qui impliquaient traditionnellement des assemblages de dizaines à des centaines de composants individuels et de multiples étapes de formage chronophages, ne demandent que la simplification de la conception et la consolidation des pièces offertes par l'additif.

Si vous avez passé beaucoup de temps à plier, souder, traiter thermiquement et usiner HastX dans des composants complexes, vous avez peut-être atteint un point où vos temps de cycle sont énormes et vous n'améliorez tout simplement pas les performances de vos produits. Fabriquer un meilleur produit est difficile lorsque vous avez autant d'étapes de fabrication. Vous avez atteint les limites de ce que vous pouvez concevoir et la complexité que vous pouvez intégrer à votre pièce.

Alors, comment pouvez-vous tirer le meilleur parti de HastX avec AM ? Cela commence par réfléchir à ce que vous pouvez tirer de plus de la conception de votre pièce elle-même. Vous pouvez peut-être construire vos tubes d'alimentation en carburant, vos buses et vos supports de flamme directement dans une chemise de combustion ou une section de chambre de combustion, incorporant ainsi beaucoup plus de fonctionnalités dans un seul composant. Vous pouvez également faire des choses très intéressantes avec le refroidissement actif (ou préchauffage) en incorporant directement des échangeurs de chaleur. Commencez vraiment à repenser l'architecture de tout votre système !

Bien sûr, ce n'est pas seulement la géométrie qui fait qu'un composant AM "définit la mission". C'est aussi la possibilité de le fabriquer à partir de l'alliage le plus génial que vous puissiez trouver. Et quand vous voulez repousser les limites dans toutes les directions, cela peut signifier HastX.

Velo3D peut rendre cela possible pour vous, mieux que tout autre système AM. L'un des aspects intéressants de notre approche de notre portefeuille de matériaux est qu'il est bien aligné sur les capacités de notre solution complète de logiciel de préparation de pré-impression, de contrôle et d'assurance qualité en temps réel, et de la Sapphire machine elle-même.

Lorsque les gens sont venus nous voir pour la première fois pour demander HastX, nous l'avons étudié de manière approfondie et avons constaté que, que ce soit dans la propulsion à essence, les unités de puissance auxiliaires ou même les turbines terrestres pour la production d'électricité, parmi tous les composants qui étaient fabriqués de manière additive, le ceux fabriqués à partir de HastX semblaient être de très bons candidats pour le processus avancé de Velo3D.

Il existe de nombreux fabricants de machines AM différents qui ont des portefeuilles allant jusqu'à 40 matériaux différents. Et beaucoup d'entre eux sont des matériaux pour lesquels le coût d'impression ne s'aligne pas vraiment avec ce matériau, et l'espace d'application non plus. Nous avons donc décidé d'être extrêmement concentrés là où nous connaissons nos meilleures offres. Nous avons simplifié cela pour imprimer des pièces qui fluides flow à travers, ou ceux qui échangent de la chaleur. Et grâce à cette concentration, il est beaucoup plus facile d'identifier les matériaux les mieux adaptés à développer. Et la plupart du temps, ce sont des alliages plus performants comme HastX, plutôt que le tarif additif standard. 

Nous avons appris que HastX avec une faible teneur en carbone produit de meilleurs résultats. Qu'un environnement de gaz argon super propre qui maintient les niveaux d'oxygène extrêmement bas offre des pièces finies de la plus haute qualité et que la gestion de la génération de suie pendant le processus d'impression est essentielle. Notre livraison précise d'énergie laser et nos contrôles de paramètres spécifiques aux fonctionnalités réduisent considérablement la fissuration. Tous ces facteurs vous donnent la possibilité de fabriquer les pièces que vous voulez, pas celles que d'autres fabricants d'équipement disent que vous pouvez avoir.

Par conséquent, la plupart du temps, ce n'est pas Velo3D qui est à l'origine de l'innovation : c'est vous et votre équipe d'ingénieurs qui savez quels sont vos problèmes et souhaitez saisir la technologie AM et l'utiliser. Notre objectif principal est d'aider les ingénieurs à résoudre des problèmes d'ingénierie difficiles et à tirer parti de notre technologie là où cela a du sens. Si vous avez un composant hautes performances, essentiel à la mission, et qu'il est fabriqué à partir de HastX et que vous pensez qu'il y a de la place pour l'amélioration des performances ou des difficultés de fabrication dans la méthode actuelle, ce sont des problèmes pour lesquels nous aimerions avoir l'occasion de prouver notre valeur.

Nous ne nous attendons pas à ce que tout le monde achète une machine ; vous pouvez accéder à notre technologie via notre réseau croissant de sous-traitants et de bureaux de service qui ont déjà ajouté nos systèmes à leurs ateliers et développé l'expertise nécessaire pour apporter tous les avantages de Velo3D à des clients comme vous. Notre objectif est de trouver ces problèmes, ces défis, et d'aider les équipes d'ingénierie à les résoudre. Si nous ne pouvons pas démontrer cette valeur, il n'y a aucune raison impérieuse de vous intéresser.

Nous espérons que vous êtes maintenant PLUS intéressé à en savoir plus sur Comment est-ce que nous pouvons vous aider obtenez les solutions les plus innovantes et «impossibles» à vos défis avec Hastelloy®X.

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À propos de l’auteur

Amir Iliaifar

Directeur du contenu

Amir Iliaifar est directeur du contenu chez Velo3D, où il supervise la production et la distribution des initiatives mondiales de marketing de contenu numérique de Velo3D. Avant de rejoindre l'entreprise, Amir a travaillé pour un important fabricant de drones professionnels, plusieurs sociétés SaaS et en tant que journaliste spécialisé dans les technologies automobiles. Il est titulaire d'une maîtrise ès arts en communication numérique de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill.