Dans le monde entier, tout peut être produit grâce à la fabrication additive, des pièces de moteur aux prothèses dentaires sur mesure, et ce, une mince couche à la fois.
Mises au point il y a une dizaine d’années, ces techniques révolutionnaires contribuent à créer des structures tridimensionnelles complexes qui seraient irréalisables autrement. Elles génèrent bien moins de déchets que l’usinage « soustractif » conventionnel, qui produit une montagne de copeaux inutilisables. Plus rapides que des appareils de moulage, ces structures sont également beaucoup moins coûteuses, surtout si on ne souhaite produire que quelques pièces plutôt que des milliers.
Grâce au financement de la FCI, l’Université de la Colombie-Britannique (en anglais seulement) a mis en place la plus importante capacité de recherche en fabrication additive de l’Ouest canadien. D’ailleurs, cette gamme d’outils de pointe fait évoluer la recherche dans une multitude de disciplines.
Une boîte à outils de pointe à l’Université de la Colombie-Britannique
Les chercheurs et chercheuses œuvrant dans le domaine de l’énergie propre ont recours à la pulvérisation cathodique multicibles pour combiner différents métaux, afin de créer de meilleures piles de même que les électrolyseurs nécessaires à la conversion de l’eau en hydrogène propre.
En effet, les chercheurs et chercheuses qui conçoivent la prochaine génération de composants de moteurs à réaction tirent parti d’un système laser de haute puissance dans le but d’imprimer de nouvelles pièces qui seront ensuite finalisées à l’aide d'une machine d’usinage conventionnelle pour obtenir le degré de précision requis dans l’industrie aérospatiale.
Le financement de la FCI a également aidé l’Université de la Colombie-Britannique à s’associer à Canmora Tech inc. (en anglais seulement), une entreprise locale qui conçoit des outils de fabrication additive. Ensemble, les partenaires ont transformé une machine à souder existante de l’université en une plateforme de fabrication additive unique en son genre, qui comporte un faisceau d’électrons au lieu d’un laser utilisé pour faire fondre des couches de poudre métallique.
Toutefois, l’intégration d’un four à vide représente la principale innovation de Canmora. Ce four assure une température de fonctionnement beaucoup plus stable que celle des autres machines de fabrication additive par faisceau d’électrons, ce qui fait en sorte de créer des produits de meilleure qualité destinés à l’industrie automobile et à divers autres secteurs. « Cette machine est sans égale », affirme Ralf Edinger, président-directeur général de Canmora.
En outre, l’équipe de recherche en génie des matériaux de l’Université de la Colombie-Britannique peut évaluer la dureté et la résistance à la rupture de ces pièces, en examinant leur intégrité microstructurale au moyen d’un microscope électronique spécialisé. « C’est l’un des appareils les plus efficaces au monde en matière de caractérisation des matériaux en trois dimensions », affirme Warren Poole, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en modélisation de procédés de fabrication de matériaux structuraux de pointe.
Par la suite, ces observations peuvent aider l’industrie automobile à adopter des alliages métalliques plus légers qui réduisent le poids d’un véhicule de même que sa consommation de carburant, et ce, sans compromettre sa résistance.
Former la relève et créer des entreprises dérivées
Cette infrastructure de pointe hébergée à l’Université de la Colombie-Britannique profite aux étudiantes et étudiants inscrits au programme de premier cycle en fabrication de pointe, qui a vu le jour en même temps que les nouvelles installations de recherche. « Avoir la possibilité de travailler avec de l’équipement ultramoderne enrichit considérablement leur expérience de formation », souligne Warren Poole.
L’infrastructure a également contribué à attirer de nouveaux membres du corps professoral et à créer des entreprises dérivées. En outre, elle soutient des partenariats de R-D avec des chefs de file de l’industrie, notamment le constructeur aérospatial Pratt & Whitney Canada de même que Rio Tinto Aluminium, qui mènent d’importantes activités au Canada.
Ce projet a également stimulé la croissance de Canmora, qui a mis à profit l’expérience acquise lors de la conception de la machine à faisceau d’électrons de l’Université de la Colombie-Britannique en vue de vendre des plateformes de fabrication additive à des entreprises de fabrication de pointe dans le monde entier. « Sans le soutien de la FCI et celui de l’université, nous n’en serions pas là aujourd’hui », affirme Ralf Edinger.
Dans la mesure où le secteur mondial de la fabrication additive connaît une croissance de plusieurs dizaines de milliards de dollars par année, il estime que ce type d’investissement est primordial. « Nous devons continuer à progresser si nous voulons demeurer concurrentiels à l’échelle internationale », conclut-il.
Le projet de recherche présenté dans cet article est également financé par le Programme des chaires de recherche du Canada et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
