Les structures lattices métalliques
Les structures lattices métalliques possèdent un fort potentiel de développement par leur possibilité d'allègement mais également grace à l'optimisation des performances mécaniques et thermiques qu'elles apportent. La tour Eiffel est l'exemple typique d'une structure lattice de grande taille. La table ronde innovation des Jtech 2016 organisée par CTIF - le 27 septembre 2016 à l'Atrium de Chaville - a permis de mieux comprendre ce potentiel au travers de la présentation de CTIF sur les structures lattices et les travaux engagés sur cette thématique.
Les structures lattices
Les structures lattices sont typiquement caractérisées par plusieurs spécificités :
- Une organisation en treillis
- Un motif élémentaire qui se répéte dans l'espace avec une évolution possible de la taille du motif
- Des structures lattices "conformal" au motif qui suit la courbure de la pièce ou inversement des structures "non conformal" qui ne se déforment pas dans l'espace
- Un ratio performance / poids exceptionnel
- Une porosité ouverte avec un taux de porosité important (> 90 %)
- L'optimisation des caractéristiques fonctionnelles (mécanique et thermique)
Les mousse métalliques, un cas particulier de structures lattices
Les mousses métalliques, développées par le CTIF, sont un cas particulier de structures lattices. CTIF a piloté le projet ANR Foam (2010-2015) pour amener un cadre structurant autour des mousses métalliques (structure de Kelvin quasi-isotrope) en développant des modèles de comportement, des outils métiers (logiciel SmartFoam) et en concevant et en réalisant des démonstrateurs industriels. Plus récemment (2015-2016), CTIF a mis au point des mousses anisotropes (mailles élementaires allongées et motif différent de la structure de Kelvin) qui permettent de choisir la géométrie optimal pour un besoin fonctionnel donné. CTIF va généraliser ses travaux antérieurs sur les mousses régulières aux structures lattices métalliques et continuer ses développements sur la fabrication additive.
Structures lattices en fabrication additive et par fonderie
CTIF a pour objectif de réaliser des structures lattices par différentes technologies complémentaires :
- La fabrication additive métal pour les structures de petite taille. Cette technologie semble en effet tout particulièrement adaptée à la réalisation de structures lattices. Cependant les coûts de réalisation peuvent être encore élevées pour de la production en série
- La fonderie pour les structures de grande taille ou les fabrication en série. La fonderie autorise un grand choix de matériaux (fonte, aluminium, cuivreux, acier) et une liberté de forme grace à l'impression 3D de noyaux en sable
- Un mixte de technologie de fonderie / fabrication additive métallique
Source : J'Tech2016 CTIF