Additive4Rail, un projet de R&D pour produire à la carte des pièces en FA pour le ferroviaire

Ce Projet de Recherche & Développement vise à accélérer la mise en œuvre industrielle des procédés de fabrication additive pour la maintenance des trains.
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Pivot de bogie de locomotive BB64600. Pesant 160kg, elle est la plus grande pièce produite par fabrication additive en Europe à ce jour.

SNCF, Centrale Nantes, VLM Robotics et 4D Pioneers ont lancé ce mois-ci le consortium Additive4Rail avec le soutien des pouvoirs publics. L’objectif est d’accélérer l’industrialisation des technologies de fabrication additive afin d’optimiser la maintenance des trains et diminuer ses coûts grâce à des composants produits à la demande ou en petite série. Les quatre partenaires vont ainsi installer une chaîne de production à Saintes pour fabriquer et réparer des pièces métalliques et polymères, avec à l’horizon une mutation de la maintenance ferroviaire.

Additive4Rail est un projet collaboratif programmé sur quatre ans, combinant développement et exploitation industrielle. Il associe quatre partenaires, dont les rôles et compétences sont complémentaires. Tout d’abord, SNCF, exploitant et mainteneur ferroviaire d’envergure mondiale. Celui-ci pilote le consortium par ses cas d’usages qui portent sur l’utilisation, la production, la maintenance, la réparation et le recyclage des pièces de trains. Autre partenaire, Centrale Nantes, établissement d’enseignement supérieur et de recherche qui apporte ses compétences scientifiques dans le domaine des matériaux et des procédés, notamment pour les simulations numériques, la conception et la réalisation des pièces de grandes dimensions pour la fabrication additive, ainsi que la génération et l’optimisation des trajectoires de production.

Viennent ensuite VLM Robotics et 4D Pioneers. La première est une PME installée en Nouvelle Aquitaine, spécialiste du « manufacturing 4.0 » et fabricant de machines et de cellules agiles robotisées. Le second est une « Deeptech » située en Hauts de France; elle développe des matériaux et des procédés industriels innovants dédiés à la fabrication additive de pièces fonctionnelles.

Quelles ambitions pour le consortium Additive4Rail ?

Additive4Rail vise à accélérer la mise en œuvre industrielle des procédés de fabrication additive pour la maintenance des trains. Les travaux porteront aussi bien sur les matériaux métalliques que sur les polymères. Cela implique de lever certains « verrous » technologiques, comme les dimensions encore limitées des pièces pouvant être fabriquées avec les procédés actuels, le manque de matériaux polymères ignifugés certifiés ferroviaires, le coût de production de pièces finies encore trop élevé pour le marché ferroviaire, ou encore la disponibilité des fichiers 3D décrivant les composants.

Le consortium va également développer les compétences et les process nécessaires à la mise en œuvre de ces nouveaux procédés, sur les enjeux de certification qu’implique leur industrialisation et, bien sûr, sur un modèle économique permettant de diminuer les coûts. 

Pour incarner ces ambitions, la SNCF et ses partenaires ont investi dans la création d’une chaine industrielle de 150 m2 à Saintes (Charente-Maritime), sur l’un des sites du Technicentre Industriel SNCF de Charente-Périgord. Les procédés par « dépôt de filament thermoplastique » (Fused Deposition Modelling) et par « dépôt de fil métallique » (Wire Arc Additive Manufacturing) seront particulièrement étudiés pour fabriquer et certifier des pièces mécaniques qui seront montées sur des trains en exploitation.

Dès le mois d’avril 2022, une équipe dédiée de trois personnes va y multiplier les tests sur les matériaux et les machines développées par 4DPioneers, VLM Robotics et l’Ecole Centrale de Nantes. Le consortium va également réaliser des « démonstrateurs ferroviaires » qui seront des premières mondiales, à l’exemple d’un bogie de train qui pourrait être fabriqué à l’horizon 2026. 

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