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Dépôt de métal par laser vs WAAM pour les appels d'offres de grandes pièces énergétiques

Table des matières

Appels d'offres pour grandes pièces où LMD et WAAM sont tous deux discutés

Comment l'apport de chaleur modifie la distorsion et la surépaisseur d'usinage

Quand les ébauches quasi nettes nécessitent plus d'usinage CNC que prévu

Géométrie de réparation qui ne doit pas être devisée comme une construction neuve

Enregistrements des pièces énergétiques qui affectent l'approbation de la voie DED

FAQ connexes

Les demandes de devis pour les grandes pièces énergétiques demandent souvent si le dépôt de métal par laser ou le WAAM est la meilleure voie de fabrication additive métallique. La réponse dépend moins du nom du procédé que de la forme de l'ébauche, de l'apport de chaleur que la pièce peut tolérer, de la quantité de matière à usiner nécessaire et des preuves d'inspection requises après le dépôt. Une voie pratique pour une grande ébauche quasi nette peut ne pas convenir pour une surface d'étanchéité réparée ou un accessoire lié à une turbine.

Neway examine les demandes d'impression 3D par dépôt d'énergie dirigée en séparant les ébauches neuves des travaux de réparation, de revêtement et d'ajout de matière. Le dépôt de métal par laser peut être utile lorsqu'un cordon contrôlé, un ajout localisé ou une zone de dépôt plus serrée est important. Le WAAM est souvent discuté pour les structures plus grandes où un dépôt par fil et une économie de construction large peuvent être pertinents. Les deux voies nécessitent généralement un usinage en aval, et aucune ne doit être devisée comme pièce finie sans vérifier les interfaces finales.

Cet article aide les acheteurs à décider comment structurer un appel d'offres pour les grandes pièces énergétiques avant de demander un prix. Il se concentre sur la sélection de la voie, la surépaisseur d'usinage CNC, l'état du substrat, l'accès à l'inspection et les enregistrements, et non sur les définitions générales de l'impression 3D métallique.

Appels d'offres pour grandes pièces où LMD et WAAM sont tous deux discutés

LMD et WAAM entrent dans la même conversation lorsque la pièce est trop grande, trop chère ou trop gaspillée pour être abordée comme un petit composant sur lit de poudre. Les scénarios typiques d'appels d'offres incluent les accessoires énergétiques, les outillages liés aux turbines, les grands boîtiers, les supports structurels, les zones de réparation, les brides épaisses, les portées d'usure et les ébauches quasi nettes qui seront usinées après le dépôt. L'acheteur doit d'abord définir si la commande concerne une ébauche neuve complète, une pièce existante réparée ou un ajout de matière sur un substrat préparé.

Le dépôt de métal par laser mérite généralement d'être examiné lorsque la zone de dépôt doit être plus localisée, lorsque la fonction est construite sur une surface spécifique, ou lorsqu'un chemin de réparation nécessite une géométrie contrôlée avant usinage. Le WAAM peut mériter d'être examiné lorsque la pièce est une grande structure quasi nette où un chemin de dépôt plus large peut réduire la quantité de matière de départ. Dans les deux cas, le devis final dépend de la quantité de géométrie déposée et de la quantité qui doit être enlevée par CNC par la suite.

Certaines grandes pièces ne devraient pas commencer comme un travail DED ou WAAM. Une simple plaque, tige, bague ou bride sans avantage d'économie de matière peut être mieux usinée à partir de matière ou produite par une autre voie conventionnelle. La fabrication additive métallique devient intéressante lorsque l'ébauche est grande et complexe, que le matériau est difficile ou coûteux à enlever du brut, que la géométrie nécessite un ajout de matière localisé, ou que la réparation évite la mise au rebut d'un composant de grande valeur.

Comment l'apport de chaleur modifie la distorsion et la surépaisseur d'usinage

L'apport de chaleur est l'une des principales raisons pour lesquelles la voie ne peut pas être choisie sur un seul mot-clé. Le dépôt de métal par laser et le WAAM introduisent tous deux des cycles thermiques dans la pièce ou le substrat. Les grandes sections, le dépôt asymétrique, les parois minces près des masses épaisses et les bords réparés peuvent bouger pendant et après l'ajout de matière. L'appel d'offres doit indiquer quelles surfaces doivent rester stables et quelles surfaces peuvent être usinées après le dépôt.

Une ébauche quasi nette doit inclure une surépaisseur d'usinage là où les dimensions finales sont importantes. Si la surface déposée est censée devenir une face d'étanchéité, un patin de roulement, une interface de boulon, un rail ou un bord de préparation de soudure, elle ne doit pas être acceptée telle que déposée. L'acheteur doit marquer ces zones sur le dessin afin que le devis inclue une surépaisseur adéquate et un accès d'usinage. Trop peu de surépaisseur peut rendre le nettoyage peu fiable ; trop de surépaisseur peut annuler l'avantage de coût du dépôt.

Le bridage est également important. Un grand composant énergétique peut nécessiter un support pendant le dépôt et l'usinage, surtout si le substrat est une pièce de réparation ou si l'ajout de matière se fait loin de la masse principale. L'appel d'offres doit mentionner si l'acheteur fournira la pièce de base, si la pièce de base a été inspectée et si la distorsion après l'ajout de matière est acceptable. Si l'état du substrat est inconnu, Neway peut avoir besoin d'une étape d'inspection avant de confirmer la voie.

Quand les ébauches quasi nettes nécessitent plus d'usinage CNC que prévu

Une ébauche quasi nette n'est pas une pièce finie. C'est une voie d'économie de matière vers un composant usiné. Les acheteurs supposent parfois qu'une ébauche déposée plus grande signifie moins d'usinage qu'un travail à partir de brut dans tous les cas. Cela peut être vrai pour certaines formes, mais ce n'est pas automatique. L'ébauche nécessite toujours la préparation des références, l'usinage grossier, l'usinage final, le perçage, le taraudage, la finition des faces d'étanchéité et l'inspection partout où le dessin exige une géométrie contrôlée.

Pour l'usinage CNC après DED, les questions clés sont l'accès et la qualité des références. La pièce peut-elle être maintenue sans se plier ? Existe-t-il une référence stable après le dépôt ? Les faces importantes sont-elles accessibles aux outils ? Les trous et filetages sont-ils créés après le traitement thermique ? Si la pièce a une grande paroi déposée à côté d'une interface de précision, la stratégie d'usinage peut contrôler le devis plus que le dépôt lui-même.

Les acheteurs peuvent améliorer l'appel d'offres en séparant les surfaces déposées des surfaces finies. Un grand contour extérieur peut rester brut s'il ne fournit qu'un volume de matière. Une bride, un alésage, un rail, un joint ou un patin de montage doit être nommé comme caractéristique finie. Si le dessin ne fait pas cette distinction, les fournisseurs peuvent proposer différents niveaux de finition, rendant les devis difficiles à comparer.

Scénario de pièce	Adéquation LMD	Adéquation WAAM	Préoccupation surépaisseur CNC	Décision acheteur
Ajout localisé sur portée d'usure	Souvent intéressant pour un dépôt localisé contrôlé	Peut être excessif si la zone ajoutée est petite	La surépaisseur doit nettoyer jusqu'à la surface de contact finale	Définir le profil restauré et la méthode d'inspection
Grande ébauche structurale quasi nette	Utile lorsque le détail du dépôt et le choix du matériau correspondent à la voie	Peut être attractif pour un dépôt large par fil	Les références et les patins finis nécessitent du matériel ajouté	Comparer le coût de l'ébauche finie, pas seulement le coût de dépôt
Accessoire énergétique avec brides épaisses	Peut ajouter des caractéristiques sur une base préparée	Peut être examiné pour les grandes sections déposées	Les brides nécessitent généralement un usinage après dépôt	Marquer les patins de boulon, alésages et faces d'étanchéité
Réparation d'un composant de grande valeur	La voie dépend de l'état du substrat et de l'accès à la zone de réparation	Peut être pratique seulement si la géométrie et l'apport de chaleur le permettent	Les surfaces restaurées nécessitent une surépaisseur pour le nettoyage	Fournir des photos des dommages, le matériau de base et les limites de réparation
Plaque ou tige simple	Généralement difficile à justifier sans valeur ajoutée de matière	Généralement difficile à justifier sans avantage géométrique	L'usinage à partir de matière peut être plus simple	Examiner d'abord la fourniture CNC ou conventionnelle

Géométrie de réparation qui ne doit pas être devisée comme une construction neuve

Les appels d'offres de réparation nécessitent des informations différentes de celles des appels d'offres de construction neuve. Le composant de base peut présenter de l'usure, des fissures, de la corrosion, une exposition thermique, des soudures antérieures ou un mouvement dimensionnel inconnu. Avant de discuter du dépôt de métal par laser ou de la réparation WAAM, l'acheteur doit identifier le matériau du substrat, la zone endommagée, le matériau enlevé, l'enveloppe restaurée requise et les régions qui ne peuvent pas recevoir de chaleur supplémentaire.

Un travail de réparation peut également nécessiter un pré-usinage avant le dépôt. Le matériau endommagé peut devoir être enlevé, une rainure ou une cavité propre peut être préparée, et la limite de réparation peut nécessiter une inspection. Après le dépôt, la région restaurée doit normalement être usinée pour répondre aux exigences du dessin. Si l'appel d'offres traite la réparation comme simplement « ajouter du métal ici », le prix oubliera des étapes importantes qui affectent l'acceptation.

Pour les composants énergétiques, l'acceptation de la réparation peut impliquer des limites de pression, des faces d'étanchéité, des interfaces rotatives ou une exposition thermique. Neway ne supposera pas qu'une zone réparée par fabrication additive est acceptable pour une application critique sans exigences fournies par l'acheteur et examen technique. Le devis doit indiquer si la pièce est destinée au développement, à un usage d'accessoire, à une restauration non critique ou à une voie de réparation qualifiée pour la production.

Enregistrements des pièces énergétiques qui affectent l'approbation de la voie DED

Les composants énergétiques peuvent avoir des attentes documentaires plus élevées que les prototypes généraux. Un acheteur peut avoir besoin d'enregistrements de matériaux, d'inspection du substrat, d'enregistrements de construction, d'enregistrements de traitement thermique, de rapports dimensionnels, d'examen de l'état de surface ou de contrôles non destructifs définis par le projet. Le dossier requis doit être listé avant la passation de commande car certains enregistrements doivent être planifiés avant le début du dépôt.

Les projets énergétiques et de puissance ont également besoin du contexte opérationnel. L'exposition à la température, la pression, le contact avec des fluides, le risque de corrosion, le mode d'usure, la direction de charge et la sensibilité à la fatigue influencent tous l'examen de la voie. Pour les sections à haute température, l'impression 3D de superalliage ou le DED de superalliage peuvent nécessiter un examen plus approfondi du matériau et du post-traitement qu'un simple accessoire en acier.

Pour recevoir une comparaison fiable des voies, envoyez les données CAD ou STEP, un dessin contrôlé, le matériau ou la nuance du substrat, la taille de la pièce, la quantité, l'environnement d'application, la zone de dépôt, les surfaces finies, les attentes de surépaisseur d'usinage, les besoins de traitement thermique, les enregistrements d'inspection, les photos pour les travaux de réparation et la fenêtre de livraison cible. Si LMD et WAAM sont tous deux envisagés, demandez aux fournisseurs de séparer le périmètre de dépôt, le périmètre CNC et les enregistrements afin que la comparaison reflète la pièce finie plutôt que seulement la méthode de construction.