Le projet GLAD (functionally Graded materials with LAser metal Deposition) s’est achevé en 2024, avec pour objectif principal de développer des matériaux présentant un gradient de composition chimique (FGM, Functionally Graded Materials) en vue d’améliorer les caractéristiques mécaniques à haute température d’un carter de moteur aéronautique tout en limitant le coût de la pièce.

Un procédé LMD-p au service de la fabrication additive de matériaux à gradient

Grâce à ses différents bols de poudre, le procédé LMD-p (Laser Metal Deposition – powder) se révèle particulièrement adapté à la fabrication additive de matériaux à gradient de composition chimique. Bien que le concept de matériaux à gradient de fonction (FGM) soit développé depuis plusieurs décennies, son élaboration via LMD-p reste récente. Elle requiert la mise en oeuvre de moyens spécifiques et de méthodologies adaptées, ouvrant ainsi de nombreuses perspectives de développement au sein du projet GLAD.

Le projet a intégré la montée en maturité d’équipements permettant d’assurer une sélection et un mélange de poudres d’alliages de compositions chimiques différentes, l’établissement de domaines opératoires de fonctionnement du procédé, ainsi que la conception et l’étude métallurgique et mécanique des matériaux à gradient de propriétés.

*Procédé Laser Metal Deposition – powder, aussi appelé procédé DED-LB

Conduit sur plus de trois ans, le projet visait à atteindre trois objectifs clés :

• Définir, développer et valider un système de distribution et de mélange de poudres métalliques
• Sélectionner des paramètres de fabrication des alliages cibles, pour chaque pas de composition chimique souhaité, afin d’obtenir des dépôts conformes d’un point de vue chimique et métallurgique.
• Développer un traitement thermique adapté aux matériaux FGM issus de plusieurs nuances de superalliages à base de nickel.

Ce sont plus de 18 livrables qui ont été livrés aux membres du projet (Safran Additive Manufacturing Campus, AddUp, PPRIME), dont la création d’un démonstrateur à double-courbure intégrant un gradient
de composition (FGM) à base de poudres d’alliage 718 et de Waspaloy®, grâce à l’intégration du moyen unique BeaMix à l’IRT Saint Exupéry.