Grade2XL, favoriser le développement rapide des technologies et matériaux WAAM

Grade2XL – Functionally Graded Materials for Extra-Large Parts
Grade 2XL – Fonctionnalisation de matériaux pour les pièces de grande taille

Key Information

• EU funding: € 7,91 Million
• Total budget: € 9,75 Million
• Duration: 48 months [March 2020 – February 2024]

Informations clés

• Financements Européens : 7.91 Millions €
• Budget total : 9.75 Millions €
• Durée : 48 mois (Mars 2020 – Février 2024)

Background

Grade2XL is a joint development programme aligning partners along the value chain to foster the rapid development of WAAM materials and process. Grade2XL will deliver multi-material products of superior quality and performance. The high printing rate of WAAM, combined with the ability to control material properties down to the nanoscale, will enable building strong and durable engineering structures.

The Grade2XL project, funded by the programme Horizon 2020, will demonstrate the potential of multi-material wire arc additive manufacturing (WAAM) for large structures ~1 to >10 m length. Grade2XL will strengthen Europe’s capacity to drive manufacturing innovation globally and withstand growing competition from Asia.

Contexte

Avec un budget d’environ 10 millions d’euros, dont 8 financés par le programme Horizon2020 de la Commission Européenne, ce projet réuni 21 partenaires de la chaîne de valeur du processus WAAM (fabrication additive arc-fil) issus de 8 pays européens. Grade2XL s’étendra sur 48 mois de recherche et développement.

Grade2XL est un projet collaboratif qui vise à favoriser le développement rapide des technologies et matériaux WAAM (fabrication additive arc-fil). L’objectif est de démontrer le potentiel de cette technologie de fabrication aux structures de grandes dimensions – de 1 à 10 mètres de long à ce stade de démonstration de résultats de recherche.

Le haut taux de dépose de la technologie WAAM, combiné à la possibilité, via ce procédé, de contrôler les propriétés du matériau à l’échelle du nanomètre, permet la confection de pièces aux performances supérieures tout en garantissant leur qualité. Le WAAM permet notamment la fabrication multi-matérielle et l’ajout de fonctions tout en limitant la perte de matière.

Grade2XL renforcera la capacité de l’Europe, qui fait face à la concurrence grandissante de l’Asie, à innover dans le manufacturing.

Ambition

Grade2XL will deliver a multi-material, high throughput WAAM system, removing the technological barriers that hinder the application of WAAM, on three levels:

1. Material level: functionally graded (multi)materials will be achieved by controlling the two main factors governing the material properties: the chemical composition and the process conditions.
2. Process level: high WAAM productivity will be achieved using multiple wire deposition systems. The productivity will increase from typically 2 kg/h to 5 kg/h, which can double when a dual robot configuration is used. In-line contactless inspection will ensure first time right quality and facilitate qualification.
3. Life cycle or system level: challenging applications will demonstrate the lifecycle benefits of WAAM multi-material devices and in-line process control.

Objectif

Grade2XL fournira un système WAAM multi-matériel à haut débit, levant ainsi les verrous technologiques qui freinent son application, à trois niveaux :

1. Matériau : la fabrication multi-matérielle pour la fonctionnalisation de pièces pourra être réalisée via le contrôle des deux principaux facteurs régissant les propriétés des matériaux : la composition thermique et la composition chimique.
2. Procédé : le WAAM haute cadence pourra être atteint en utilisant des systèmes de dépôt de fil multiples. La productivité passera de 2kg/h à 5kg/h, ce qui pourra être doublé avec la mise en place d’un système robotique deux axes. Le controle In-line sans contact garantira la qualité de production et facilitera la qualification.
3. Cycle de vie : les avantages du cycle de vie des dispositifs multi-matériaux WAAM et du contrôle procédé In-line seront démontrés au travers d’applications ambitieuses.

Role of EMC2

For the first time within the framework of a European project, EMC2 is Workpackage Leader. As leader of the WP7 “Dissemination and Exploitation”, EMC2 is responsible for the communication around the project in general with, especially, the creation of communication tools. EMC2 is also involved in the coordination of work leading to the exploitation of project results, such as anteriority search for patent applications. As part of this Workpackage, EMC2 will also organize ten “WAAM Experience Days” for SMEs.

Rôle du Pôle EMC2

C’est la première fois que le Pôle EMC2 intervient dans un projet européen en tant que Workpackage Leader.

En tant que pilote du Workpackage WP 7 « Dissémination et Exploitation », le Pôle est à la manœuvre de la communication autour du projet en général, avec notamment la réalisation des outils de communication. Le Pôle intervient également dans l’articulation des travaux devant mener à l’exploitation des résultats du projet comme la recherche d’antériorité pour le dépôt de brevets. Dans le cadre de ce Workpackage, le Pôle organisera également dix journées de formation « WAAM Experience Days » à destination des PME.

Project Partners / Partenaires du projet

1. Stichting Materials Innovation Institute (M2i), The Netherlands – Lead Partner
2. Rotterdam Additive Manufacturing Fieldlab (RAMLAB), The Netherlands
3. Gent University, Belgium
4. Delft University of Technology, The Netherlands
5. Commissariat à l’énergie atomique et aux (CEA), France
6. Technical Univerrsity of Denmark, Denmark
7. voestalpine Böhler Welding, Germany
8. Valk Welding, The Netherlands
9. Air Products, Belgium
10. Lincoln Electric Europe, The Netherlands
11. Politechnika Wrocławska, Poland
12. Naval Group, France
13. Gorenje Orodjarna, Slovenia
14. Energie de France, France
15. Arrk Shapers, France
16. MAN Energy Solutions, Denmark
17. Ucosan (Villeroy&Boch), The Netherlands
18. GKN Aerospace Services Ltd, United Kingdom
19. Kuźnia Jawor S.A., Poland
20. Bureau Veritas, France
21. Pôle EMC2, France

News and upcoming events

The Grade2XL consortium is organizing a number of different events:

• Grade2XL WAAM Design Contest; yearly (at least until 2023) during the M2i Conference Meeting Material held every year at the beginning of December
• WAAM Experience Days; WAAM prototyping and coaching sessions for SME’s at the WAAM Expericence centers.
• WAAM Roadshow; A mobile WAAM System delivering prototyping and coaching to SME’s

Événements à venir

Plusieurs événements sont organisés par le consortium de Grade2XL :

• Grade2XL WAAM Design Contest : concours de design de pièces WAAM, chaque année au début du mois de décembre, à l’occasion de la conférence annuelle « Meeting Material » organisée par M2i ;
• WAAM Experience Days : ateliers autour de la technologie WAAM (prototypage et coaching) à destination des PME ;
• WAAM Roadshow : un système WAAM itinérant permettant d’offrir aux PME des ateliers autours de la technologie WAAM.

Contact EMC2

Lucie SOULARD

Chargée de Projets • Projects manager
07 85 01 95 58 • lucie.soulard@pole-emc2.fr

GRADE2XL social media

For more information please visit Grade2XL webpage at: www.grade2xl.eu