Le consortium Additive4Rail est créé par la SNCF, Centrale Nantes et deux spécialistes de l’impression 3D, VLM Robotics et 4D Pioneers. L’objectif est d’industrialiser des technologies de fabrication additive, autre nom de l’impression 3D, afin de diminuer les coûts de la maintenance des trains grâce à des composants produits à la demande ou en petite série.

Une chaîne de production installée à Saintes en Charente Maritime

Les quatre partenaires vont installer une chaîne de production à Saintes (Charente Maritime) pour fabriquer et réparer des pièces métalliques et en polymères. La fabrication additive utilise la conception numérique et la fabrication rapide de pièces mécaniques, par ajouts successifs de couches de matière.

L’impression 3D doit permettre de réduire la taille des stocks des pièces de rechange et leur coût

Dans le cas de la maintenance des trains, le procédé doit permettre de réduire la taille des stocks des pièces de rechange et leur coût. La maintenance des trains compte 150 000 références, y compris de nombreuses petites séries. La fabrication additive permettrait de réaliser certaines pièces qui ne sont plus fabriquées sur toute la durée d’exploitation des trains, qui peut atteindre 40 ans. Additive4Rail est un projet collaboratif programmé sur 4 ans. SNCF pilote le consortium par ses cas d’usages qui portent sur la maintenance, la réparation et le recyclage des pièces de trains. L’école Centrale Nantes  apporte des compétences dans le domaine des matériaux et des procédés, notamment pour les simulations numériques, pour la conception et la réalisation des pièces de grandes dimensions.

Association d’une PME spécialisée en industrie 4.0 et d’une Deeptech

VLM Robotics est une PME basée en Nouvelle Aquitaine, spécialiste du « manufacturing 4.0 » et fabricant de machines et de cellules agiles robotisées. Quant à 4D Pioneers, il s’agit d’une ‘Deeptech’ basée en Hauts de France. Elle développe des matériaux et des procédés industriels dédiés à la fabrication additive de pièces fonctionnelles.

Le projet est financé par les pouvoirs publics à hauteur de 10,7 millions d’euros sur 4 ans

Le projet est financé par les pouvoirs publics via BPI et Ademe à hauteur de 10,7 millions d’euros sur 4 ans. Cet investissement se répartit entre SNCF avec 4,8 millions d’euros, Centrale Nantes avec 2,7 millions d’euros, VLM Robotics avec 2,4 millions d’euros et  4D Pioneers avec 890 000 €. Le consortium va travailler à lever certains verrous technologiques. Cela concerne les dimensions encore limitées des pièces qui peuvent être fabriquées avec les procédés actuels, le manque de matériaux polymères ignifugés certifiés ferroviaires, le coût de production de pièces finies trop élevé pour le marché ferroviaire, et la disponibilité de fichiers 3D décrivant les composants. Il faut également développer les compétences et les processus nécessaires à la mise en œuvre de ces nouveaux procédés. Il s’agit aussi de répondre aux enjeux de certification des pièces et des procédés et leur industrialisation et de trouver un modèle économique permettant de diminuer les coûts.

Trois personnes sur un site de production de 150 m2

La SNCF et ses partenaires ont créé une chaine industrielle de 150 m2 à Saintes sur un site du Technicentre Industriel SNCF de Charente-Périgord. A partir d’avril 2022, une équipe dédiée de 3 personnes va réaliser des tests sur les matériaux et les machines développées par 4DPioneers, VLM Robotics et l’Ecole Centrale de Nantes. Les procédés par ‘dépôt de filament thermoplastique’ (Fused Deposition Modelling) et par ‘dépôt de fil métallique’ (Wire Arc Additive Manufacturing) seront particulièrement étudiés.

Ces procédés doivent servir à fabriquer et certifier des pièces mécaniques qui seront montées sur des trains en exploitation. 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. Additive4Rail devrait contribuer à la création d’une filière française de fabrication additive, notamment sur les pièces de moules, outillages et pièce de rechange.

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