Centrale Nantes et SNCF réalisent une pièce de train en fabrication 3D. Une grande première.

Les technologies de fabrication additive intéressent les acteurs de la maintenance pour pallier la rupture d’approvisionnement, mieux gérer les pièces en obsolescence, en fin de vie ou encore les pièces en rotation lente traditionnellement obtenues par fonderie.

Après l’étude par SNCF de la technologie SLM*, (Selective Laser Melting – fusion sélective par laser) pour les matériaux métalliques, son projet a progressivement évalué d’autres moyens de fabrication par ajout de matière comme le WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) pour pouvoir élargir le panel de pièces éligibles vers des pièces de grandes dimensions et la réparation.

En 2020, grâce à cette technologie, Centrale Nantes et Naval Group ont imprimé le premier démonstrateur de pale creuse d’hélice. Fin 2020, Laëtitia Kirschner, Cheffe de projet Fabrication Additive à SNCF Voyageurs s’est donc rapprochée de Jean-Yves Hascoet, Professeur des universités et Responsable Rapid Manufacturing Platform de Centrale Nantes.
A la suite d’une analyse (géométries et contraintes) d’un catalogue de composants possibles, Centrale Nantes et SNCF sont partis sur la production d’un pivot en fabrication additive, une pièce d’interface entre le bogie et la caisse.

Centrale Nantes a travaillé sur cette pièce, réalisant par ailleurs un certain nombre d’éprouvettes analysées à SNCF, de manière à observer la santé matière, ce qui a permis aux mécaniciens et métallurgistes de prendre part à l’étude. Les bons résultats obtenus (métallurgie, caractéristiques mécaniques, …) sur ces éprouvettes et en tomographie sur la pièce elle-même ont convaincu pour aller jusqu’à l’essai en dynamique. Tous les signaux étant au vert, la pièce est donc passée au banc de test à l’Agence d’Essai Ferroviaire, où elle a subi des cycles de fatigue avec succès.

Fort de cette première étude, d’autres projets sont en gestation pour 2021.

Jean-Yves Hascoet : « Cette collaboration entre le laboratoire, et l’ingénierie du Matériel de SNCF est très enrichissante, en particulier concernant la contribution de la Fabrication Additive pour des applications de Maintenance. Cette première étape, dans le domaine, entre les deux établissements ouvre à de nombreuses perspectives. »

Laëtitia Kirschner : « La technologie WAAM, nous permet de franchir un nouveau cap vers la réparation et la maintenabilité des pièces de grandes dimensions via la fabrication additive. Notre collaboration fructueuse, avec l’école Centrale de Nantes, a permis cette belle réussite. »

* Technique de fabrication additive développée spécialement pour l’impression 3D en alliages métalliques. Elle crée des pièces par addition en agglutinant des particules de poudre métallique par un procédé de fusion totale.