La fabrication additive métallique dans le secteur de la défense : produire au plus près du besoin
Les opérations logistiques militaires modernes sont confrontées à des vulnérabilités majeures. L’allongement des chaînes d’approvisionnement, l’obsolescence des composants hérités des générations précédentes et l’imprévisibilité du rythme des opérations exigent des solutions de production immédiatement disponibles. Dans ce contexte, disposer de capacités de fabrication directement au point d’utilisation constitue une nécessité logistique.
L’événement AM Village, organisé sur la base aérienne d’Albacete, a constitué une vitrine stratégique pour Meltio, lui permettant de démontrer son rôle de premier plan dans le secteur européen de la fabrication additive appliquée à la défense. Organisé par l’Agence européenne de défense (AED), cet événement était consacré à l’intégration de la fabrication additive dans les chaînes logistiques militaires au travers de projets de catégorie B et du cadre de soutien logistique Additive Manufacturing Logistic Support. Meltio y était la marque la plus représentée, avec un total de cinq unités opérationnelles distinctes déployées sur le terrain, réparties entre les équipes du constructeur et les sites de ses clients.
"Les services logistiques militaires ne peuvent plus se permettre d’attendre plusieurs semaines pour obtenir une pièce de rechange. Lors de l’AM Village, nous avons démontré que les forces armées peuvent disposer de leurs propres capacités de fabrication directement au plus près des opérations, précisément au moment où elles en ont besoin."
Répondre aux limites des solutions traditionnelles de fabrication additive
Ces dernières années, les industriels de la défense et les responsables de la logistique militaire se sont principalement appuyés sur deux technologies de fabrication additive métallique, toutes deux présentant des limitations opérationnelles lorsqu’elles sont déployées sur le terrain.
La fusion sélective sur lit de poudre par laser (SLM) nécessite la manipulation de poudres métalliques potentiellement dangereuses ainsi que le maintien d’environnements inertes, tout en offrant des volumes de fabrication souvent insuffisants pour la production de composants de grande dimension destinés aux applications de défense. À l’inverse, la fabrication additive par arc fil (WAAM) permet de produire des pièces de plus grande taille, mais engendre d’importantes contraintes opérationnelles en raison de la complexité de sa programmation et des temps de préparation particulièrement longs.
La technologie Wire Laser Metal Deposition (WLMD) répond directement à ces problématiques. En utilisant un fil de soudage standard comme matériau d’apport, elle élimine les risques liés à la manipulation des poudres métalliques. Lors de l’événement, la Meltio M600 a démontré un avantage opérationnel significatif par rapport à la technologie WAAM, grâce à des temps de programmation et de mise en œuvre nettement plus courts. Ce gain de réactivité est un atout déterminant pour répondre aux besoins tactiques immédiats et pour le déploiement de solutions de fabrication en conteneurs mobiles.
Meltio collabore avec des partenaires enregistrés au titre de la réglementation ITAR (International Traffic in Arms Regulations), garantissant que sa technologie de dépôt métallique par fil et laser (Wire Laser Metal Deposition) répond aux exigences strictes de sécurité, de conformité et de contrôle réglementaire imposées par le gouvernement des États-Unis.
Déploiement sur le terrain : démonstration de la répétabilité des systèmes lors de l’AM Village
L’objectif était d’évaluer la fiabilité des systèmes, leur polyvalence en matière de matériaux ainsi que leur vitesse de production dans des conditions opérationnelles réelles. Le déploiement a mobilisé du personnel technique spécialisé exploitant deux architectures matérielles distinctes : la Meltio Robot Cell et la Meltio M600.
Les systèmes ont fonctionné en continu pendant toute la durée de l’événement, soit une semaine. Les équipes de Meltio ont réalisé avec succès l’impression de plus de vingt pièces différentes à partir de divers matériaux, notamment plusieurs nuances d’acier et d’aluminium, démontrant ainsi le niveau de maturité et de préparation de la technologie pour des applications militaires exigeantes.
Les données opérationnelles recueillies à Albacete ont mis en évidence les différents niveaux de maturité de la fabrication additive au sein des forces armées européennes. L’Espagne, par exemple, mène actuellement plusieurs projets, notamment dans le domaine de la réparation de composants de moteurs à réaction et de la fabrication de pièces de rechange pour véhicules blindés, des applications qui étaient auparavant impossibles à réaliser.
La Marine nationale française a également déjà recours à la technologie Meltio. Elle a notamment utilisé l’impression 3D métallique pour produire une plaque de pulvérisation de remplacement destinée à un compresseur d’air de ballast (DBAC – Diesel Ballast Air Compressor) en seulement cinq jours, alors que son approvisionnement par les circuits logistiques conventionnels de la Marine aurait pu nécessiter plusieurs semaines. Ce projet n’est qu’un exemple parmi plusieurs autres actuellement en cours.
Ces deux cas illustrent une tendance plus large : de nombreux pays s’appuient désormais, sous diverses formes, sur la technologie Meltio pour renforcer leurs capacités de fabrication sur le terrain. Cette adoption ne se limite pas à l’Europe : l’US Navy, l’armée sud-coréenne et d’autres forces armées utilisent déjà les systèmes Meltio dans le cadre de leurs opérations et de leurs programmes de fabrication avancée.
« L’intégration de la fabrication additive (AM) de Meltio au sein des opérations navales renforce notre capacité opérationnelle ainsi que notre autonomie logistique. Ces systèmes d’impression peuvent aider la Marine à surmonter les problèmes d’obsolescence auxquels sont confrontés les navires et les équipements dont la durée de service se compte en décennies. Ils contribuent également directement à améliorer la disponibilité opérationnelle de nos systèmes et de nos bâtiments. »
Contre-amiral Brendan McLane, commandant.
Applications techniques validées au plus près des opérations
L’événement a permis de valider la production de plusieurs composants critiques tout en démontrant la pertinence opérationnelle de la technologie dans trois domaines logistiques distincts.
Réparation des dommages de combat : fabrication d’un axe de charnière de porte pour véhicule GDELS
L’équipe a réalisé une réparation directe sur l’axe supportant la porte d’accès arrière d’un véhicule GDELS.
Le défi :
Cette pièce est soumise à une usure permanente en raison de la masse importante de la porte qu’elle supporte. Lors d’une opération de maintenance, le filetage a été endommagé, rendant le remontage impossible. Traditionnellement, ce type de composant est fabriqué par tournage à partir d’une barre de matière de diamètre supérieur.
La solution :
La technologie Meltio a permis d’éliminer entièrement la zone endommagée puis de reconstruire la géométrie de la pièce par dépôt de métal à l’aide d’un fil inoxydable 316LSi.
Le temps total de fabrication a été de 41 minutes et 12 secondes, dont seulement 21 minutes et 57 secondes de temps effectif de dépôt laser.
Production décentralisée de pièces de rechange : pédale de frein pour Land Rover
Les systèmes Meltio déployés sur le terrain ont permis de fabriquer avec succès une pédale complète de Land Rover destinée à l’armée britannique.
Le procédé :
Le processus a consisté à fabriquer le corps principal de la pédale par fabrication additive, puis à retirer les structures de support avant d’ajouter les excroissances fonctionnelles nécessaires à l’accrochage et à l’articulation de la pédale.
Choix du matériau :
Le composant a été réalisé en acier inoxydable 17-4PH. Les ingénieurs ont retenu cet alliage pour son excellente résistance à la fatigue ainsi que pour sa résistance mécanique élevée (Ultimate Tensile Strength). Il offre également une très bonne résistance à la corrosion, une caractéristique essentielle pour un composant constamment exposé à la boue et aux conditions difficiles rencontrées lors des opérations sur le terrain.
Temps de fabrication : 16 h 17 min, en acier inoxydable 17-4PH
Fabrication d’outillage à la demande : clé de maintenance pour chenilles de char
L’équipe a fabriqué un outil spécialisé destiné au démontage des chenilles de char.
Le défi :
Cet outil est traditionnellement fabriqué par usinage, un procédé générant une quantité importante de matière perdue. Par ailleurs, il est soumis à une usure régulière qui impose son remplacement fréquent.
La solution :
La clé a été produite uniquement lorsque le besoin s’est présenté, directement à partir du fichier numérique de conception.
Temps de fabrication : 58 min 52 s, en acier inoxydable 17-4PH
Les avantages stratégiques de la technologie Wire Laser Metal Deposition pour la logistique de défense
L’intégration de la technologie Meltio dans les chaînes d’approvisionnement militaires apporte des avantages logistiques majeurs et clairement démontrés.
Efficacité opérationnelle
Réduction des coûts jusqu’à 90 % :
Le système Meltio M600 a démontré sa capacité à réaliser des réparations de pièces pour un coût compris entre 40 et 50 euros, évitant ainsi l’achat de composants neufs dont le prix peut être dix fois supérieur.
Réactivité tactique accrue :
La technologie Wire Laser Metal Deposition offre des temps de programmation et de mise en œuvre nettement plus courts que les solutions alternatives disponibles.
Décentralisation de la chaîne logistique :
Cette technologie permet aux forces armées de fabriquer directement sur le terrain des pièces complètes, réduisant ainsi leur dépendance aux longues chaînes d’approvisionnement mondiales.
Forte transférabilité entre forces alliées :
Les procédures de réparation développées pour une branche des forces armées peuvent être rapidement déployées et reproduites au sein d’autres armées alliées utilisant les mêmes plateformes matérielles.
Capacités avancées de fabrication
Polyvalence des matériaux pour les applications tactiques :
Les systèmes sont capables de traiter nativement une large gamme de matériaux adaptés aux environnements exigeants, notamment différentes nuances d’acier et d’aluminium.
Performances métallurgiques supérieures :
Les composants fabriqués présentent d’excellentes propriétés mécaniques, garantissant une durabilité équivalente, voire supérieure, à celle des pièces d’origine.
Résistance aux environnements difficiles :
Les pièces produites à partir de matériaux tels que l’acier inoxydable 17-4PH offrent une protection essentielle contre la corrosion pour les composants exposés à la boue et aux conditions opérationnelles les plus contraignantes.
Optimisation des ressources :
La fabrication à la demande élimine la nécessité de stocker de grandes quantités de matériaux sous différentes formes et permet de réduire significativement les pertes de matière.
Utilisation opérationnelle sur le terrain
Réparation directe des dommages de combat :
En cas d’avarie, la zone endommagée d’une pièce critique peut être supprimée puis reconstruite par fabrication additive avec de l’acier inoxydable 316LSi, permettant ainsi de restaurer sa fonctionnalité et de remettre le véhicule en service sans remplacement complet du composant.
Intégration dans des conteneurs déployables :
Les systèmes sont conçus pour être intégrés dans des conteneurs mobiles déployables, permettant de disposer de capacités de fabrication au plus près des opérations.
Exécution complète de la chaîne de fabrication :
La technologie permet de réaliser l’ensemble du processus au plus près du besoin opérationnel, depuis la numérisation de la pièce jusqu’à sa certification finale, en passant par la fabrication additive et les opérations de post-traitement.
Traduit et adapté par ERM Fab&Test d'après un article de Meltio disponible sur ce lien.