Dubaï : une hélice de navire de 26 kg imprimée en 3D depuis un scan

Le client avait besoin d'une hélice identique à une existante, et vite. Il n'existait aucun plan. La seule trace de la courbure des pales, du pas et de la jonction entre chaque pale et le moyeu était la pièce physique elle-même. La réponse de JOME Engineering a été de la scanner, d'imprimer la copie et de la finir à la main.

La méthode est la fabrication additive à l'arc fil, ou WAAM : un arc électrique fond un fil métallique, déposé cordon après cordon jusqu'à former la pièce. JOME a imprimé la pièce de rechange en acier inoxydable SS316L sur un système Vipra AM, une plateforme WAAM robotisée pour grandes pièces métalliques, fabriquée par la société italienne Caracol. Le travail s'est déroulé dans l'usine de JOME à Dubaï, près du navire pour lequel l'hélice avait été conçue. La pièce pèse 26 kg et mesure 685 mm de diamètre.

La fabrication s'est faite par étapes. Le moyeu central, ou bossage, a été usiné en premier, et un contrôle par ressuage, qui révèle les fissures de surface, a confirmé qu'il était sain avant que les trois pales n'y soient déposées. L'usinage a duré environ 100 heures et a été l'étape la plus difficile : les pales sont des surfaces gauches complexes, avec peu de points de référence pour l'alignement. Pour maîtriser les erreurs, l'équipe a re-scanné la pièce après chaque étape et l'a comparée à la maquette numérique. Le dépôt de matière a pris environ 20 des quelque 120 heures au total. Caracol affirme que cette répartition est typique pour des pièces métalliques de précision.

Cette approche a des précédents. En 2017, la société néerlandaise de maintenance navale MKM a décrit le même problème, avec des pièces sans plans, et a utilisé des scanners Artec 3D pour bâtir des modèles numériques. Le projet WAAMpeller de Damen Shipyards a suivi le chemin inverse : partant d'un fichier CAO, il a imprimé une hélice de remorqueur de 400 kg en bronze nickel-aluminium avant de la fraiser. Le travail de JOME combine les deux : scanner une pièce sans plans, puis la reconstruire par WAAM et usinage. Les chiffres de Caracol sur le délai et le coût décrivent cette seule hélice, non une série, et les sources ne montrent pas les performances de la pièce en service.

Pour un exploitant dont la seule pièce de rechange est un objet métallique posé sur une étagère, le gain est de temps. Un navire attend son hélice, et éviter le moule et la file d'attente en fonderie le remet plus tôt en service. JOME dispose désormais de la géométrie sous forme de fichier, si bien qu'un futur remplacement pourra passer directement à l'impression sans nouveau scan. Caracol affirme aussi que la WAAM ne fond que le fil qu'elle dépose et n'exige aucun moule en acier, ce qui, selon le fabricant, réduit l'empreinte carbone des pièces unitaires. Ce sont les affirmations du fabricant. Les 60 % et 40 % tiendront-ils pour la prochaine hélice, ou pour une série d'hélices ? Les sources ne le montrent pas encore.