Les chercheurs de TUM révolutionnent l’impression 3D de composants en aluminium !

Les chercheurs de TUM révolutionnent l’impression 3D de composants en aluminium !

Le 12 septembre 2025, le Université technique de Munich (TUM) a annoncé avoir lancé un important projet de recherche appelé Aluminium from Additive Manufacturing (AlaAF) en collaboration avec l'Université Friedrich-Alexander d'Erlangen-Nuremberg (FAU) et Colibrium Additive. Ce projet est financé par le ministère fédéral de l'Éducation, de la Technologie et de l'Espace à hauteur de 1,17 million d'euros et vise à optimiser la production de composants en aluminium légers et résistants pour l'aérospatiale grâce à l'impression 3D industrielle.

Le projet se concentre sur le procédé Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Selon cette technologie innovante, la poudre métallique est fondue couche par couche en composants à l'aide d'un laser. Une grande importance est accordée à la liberté de conception des pièces produites. L’un des principaux problèmes que les chercheurs tentent de résoudre est la fissuration lors du refroidissement des alliages d’aluminium à haute résistance, ce qui rend leur utilisation dans des éléments structurels porteurs beaucoup plus difficile.

Technologie et défis

Le projet AlaAF rassemble plusieurs institutions, notamment les techniques sophistiquées de fabrication du Institut Fraunhofer de technologie laser (ILT). Des incrustations d'outils de moulage sous pression complexes pour de grandes pièces en aluminium ont été développées ici. La technologie dite PBF-LB/M permet la production de grands moules de coulée sous pression, qui revêtent une importance capitale pour l'industrie automobile. Ces formes doivent être thermiquement résilientes, adaptables et résilientes afin de répondre aux enjeux de la mobilité électrique.

L'acier spécial L-40 requis est ici crucial, car il permet de produire des moules avec refroidissement conforme. Cette innovation permet de minimiser les pics de température et de prolonger considérablement la durée de vie des moules en réduisant l'usure.

Le projet AlaAF utilise une nouvelle approche qui utilise des additifs spéciaux dans de la poudre métallique pour former des particules céramiques submicroniques. Cette technique aboutit à une microstructure à grains fins qui à la fois réduit la formation de fissures et améliore les propriétés mécaniques des composants. L’objectif est d’atteindre un poids global plus léger sans perdre en résilience. De telles innovations sont particulièrement importantes dans un secteur qui connaît des changements importants en raison de la hausse des coûts et de la nécessité d’une transition énergétique.

Recherche et analyse

Un autre objectif de la recherche TUM est l’utilisation de méthodes neutroniques pour examiner les matériaux. Le réacteur de recherche FRM II permet aux scientifiques d'analyser les répartitions de phases et les contraintes internes dans les matériaux imprimés. La combinaison des expériences neutroniques et des contraintes mécaniques ainsi que des variations de température permet de représenter de manière réaliste les conditions industrielles et d'optimiser la qualité des pièces produites.

L'équipe dirigée par le Dr Habil. Ralph Gilles de TUM se consacre également au développement de paramètres de procédé pour le procédé LPBF. FAU analysera les matériaux imprimés en détail pour améliorer encore les propriétés mécaniques et ainsi répondre aux exigences à long terme de l'industrie aérospatiale.

Dans l’ensemble, le projet AlaAF représente une étape importante dans la recherche sur les matériaux pour l’aviation et montre le potentiel des techniques de fabrication additive pour développer des solutions durables et de haute qualité capables de répondre aux défis du futur. La collaboration entre les universités et l'industrie constitue la base de cette recherche et développement tournés vers l'avenir.