Comment la liberté de conception de l'impression 3D favorise la technologie durable de l'hydrogène à double carburant

La fabrication additive est largement considérée comme une méthode de production durable, mais son véritable impact réside dans les innovations durables qu'elle permet. Pour CMB, c'est peut-être la clé qui lui permettra d'atteindre un objectif particulièrement ambitieux : éliminer totalement ses émissions de carbone d'ici à 2050.

En tant que division cleantech de CMB, CMB.TECH a passé plus de dix ans à travailler sur une technologie de combustion à double carburant hydrogène-diesel pour relever un défi en particulier : la décarbonisation des grandes applications marines et industrielles. Grâce à ce système, l'équipe convertit les moteurs à combustion diesel existants en moteurs à double combustion, où l'hydrogène est aspiré dans la chambre de combustion à l'aide d'un anneau d'injection imprimé en 3D.

Imprimé en aluminium par fusion sélective au laser (SLM) pour correspondre aux matériaux privilégiés par la plupart des fabricants de moteurs, il s'intègre parfaitement à son environnement. Non seulement ce choix a permis d'obtenir une pièce très légère - elle ne pèse que 654 g - mais l'impression 3D de métal s'est avérée environ 25 % moins chère que le moulage. Pour l'équipe de CMB.TECH, le choix était clair.

"Nous avons réalisé que la meilleure façon de mélanger l'hydrogène et l'air était d'utiliser une structure annulaire interne. Il disperse l'hydrogène à travers de petits trous, et le seul moyen de développer cela rapidement et facilement est la fabrication additive", explique Roy Campe, directeur technique de CMB.TECH.

"la FA a changé notre perception de ce qui était possible et a amélioré le concept global. Nous ne pouvions pas facilement incorporer ces caractéristiques de conception dans un produit fabriqué par moulage ou tout autre processus de fabrication traditionnel".

Bien entendu, pour réaliser des progrès significatifs, l'équipe de CMB.TECH devait être en mesure de produire plus qu'un prototype unique. Après avoir créé une preuve de concept grâce à Materialise OnSite, suivie de plusieurs pièces d'essai, il était temps de passer à la production en volume. Ils se sont tournés vers l'équipe de Materialise pour obtenir de l'aide. En suivant son processus NPI spécialisé pour l'AM, Materialise a fabriqué des pièces qui ont été utilisées pour convertir une flotte de camions.

"Tout, de l'usinage au processus d'assemblage, est beaucoup plus simple lorsque l'on peut éliminer la complexité de la phase de construction grâce à l'AM. Materialise s'occupe de tout, de sorte que nous recevons une pièce entièrement finie", nous dit Roy.

Bien qu'il reste encore un long chemin à parcourir avant d'atteindre l'objectif de 2050, la technologie à double carburant de CMB.TECH fait déjà une différence notable dans son état actuel. Le système simplifié réduit les émissions de CO2 jusqu'à 80 % dans les moteurs diesel traditionnels, en fonction de l'application et des circonstances.

"Jusqu'à présent, l'anneau d'injection d'hydrogène est la meilleure méthode pour fournir de l'hydrogène dans le flux d'air de manière pré-mélangée. Il nous permet d'offrir des économies de CO2 immédiatement. La demande et l'intérêt des clients pour cette possibilité sont absolument énormes".

La révolution de la bicarburation est imminente, et CMB.TECH est à l'avant-garde de ce mouvement. Au fur et à mesure que les commandes affluent, CMB.TECH peut produire confortablement les pièces dont elle a besoin, sachant qu'elle peut compter sur la FA et ses avantages intrinsèques. Les délais de livraison courts leur permettent de commander à la demande, ce qui réduit les risques et les coûts de stockage, tandis que les processus de fabrication stricts de Materialise garantissent la qualité requise à chaque fois.

Comme pour de nombreux projets d'AM, les prochaines étapes de CMB.TECH se concentreront sur la poursuite du développement - optimisation de la conception, extension du projet à différentes applications, et réduction des matériaux et des coûts dans la mesure du possible, le tout en collaboration avec Materialise. C'est un processus qui dépend fortement d'une relation saine entre les partenaires, fondée sur la confiance et l'intégration.

"Pour nous, il est essentiel de pouvoir proposer rapidement des options de conception et des alternatives, de les faire évaluer par l'équipe de Materialise et d'obtenir des conseils sur l'AM afin d'accélérer réellement le processus", explique M. Roy. "À l'avenir, les conceptions s'amélioreront et seront de plus en plus optimisées, ce qui permettra d'obtenir des pièces moins chères avec moins de matériaux. Pour nous, il s'agit donc d'un élément clé de la stratégie future.

"La collaboration avec Materialise a été formidable. L'équipe a toujours été très réactive et respectueuse des délais. Je pense que l'ensemble de la relation de travail a été fructueuse et bénéfique".

Chez Materialise, le sentiment est tout aussi positif. Travaillant ensemble depuis 2019, cette collaboration s'est développée et s'est accrue régulièrement, avec une intégration croissante entre les deux équipes. Le savoir-faire et la capacité de Materialise en matière de gestion de la FA ont complété le désir de CMB.TECH d'innover et de conduire le changement à chaque étape. Mais ce qui est peut-être plus important encore, c'est qu'il est clair que les deux entreprises sont animées par un objectif commun : rendre le monde meilleur et plus sain. C'est un partenariat qui, nous l'espérons, se poursuivra tout au long du parcours de CMB.TECH dans le domaine de l'additif.