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en tout ou partie, ni divulgué à un tiers sans l'accord préalable et écrit de THALES.
Developments on Additive Manufacturing
Yannick CADORET – Thales (TGS)
Corporate Engineering
13th May 2014 – SIRRIS
TRN : 0001-0009968705
2 /2 /
OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS
Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001
Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable
etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés.
1. The Thales Group in few words
2. General introduction on Additive Manufacturing
3. Additive Manufacturing activities
4. Conclusions
Outlines
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Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001
Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable
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1. The Thales Group in few words
2. General introduction on Additive Manufacturing
3. Additive Manufacturing activities
4. Conclusions
Outlines
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Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001
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Whenever critical decisions need to be made,
Thales has a role to play.
In all its markets — aerospace, space, ground
transportation, defence and security —
Thales solutions help customers to make the right
decisions at the right time and act accordingly.
World-class technology, the combined expertise of
65,000 employees and operations
in 56 countries have made Thales a key player in
keeping the public safe and secure, guarding vital
infrastructure and protecting the national security
interests of countries around the globe.
Profile
Collective intelligence
for a safer world
A balanced revenue structure
Defence
55%
Civil
45%
Revenues in 2012
14.2billion euros
Employees
65,000 (workforce under management
at 31 Dec. 2012)
Research and development
2.5 billion euros
(approx. 20% of revenues)
Shareholders
(at 31 May 2013)
French
State
27%
Dassault
Aviation
26%
Float
47%
of which
employees 3%
Global presence
56 countries
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Mission statement
WHEREVER SAFETY AND SECURITY
ARE CRITICAL, THALES DELIVERS.
TOGETHER, WE INNOVATE WITH OUR CUSTOMERS
TO BUILD SMARTER SOLUTIONS. EVERYWHERE.
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Markets we serve
DEFENCEAEROSPACE SPACE SECURITYGROUND
TRANSPORTATION
Dual markets
Military & Civil
TRUSTED PARTNER FOR A SAFER WORLD
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Worldwide operations
Employees
65,000
(workforce under management
at 31 Dec. 2012)
Global presence
56
countries
GLOBAL REACH, LOCAL EXPERTISE
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Global leadership
€14
billion
in revenues
N°1
worldwide
Payloads
for telecom satellites
Air Traffic Management Sonars Security for interbank
transactions
N°2
worldwide
Rail signalling systems In-flight entertainment
and connectivity
Military tactical
radiocommunications
N°3
worldwide
Avionics Civil satellites Surface radars
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Ground based radar
(GM400)
Thales Air Systems
Radiocommunications products
Thales Communications & Secutity
Portable Infra-red Camera
Thales Optronics
Large variety of Materials & Processes with complex requirements
Multifuntion Targeting Pod (Damocles)
Thales Optronics
Active-Array Antenna
Thales Airborne Systems
Space amplifiers
Thales Electon Devices
Human System Interfaces
Thales Avionics
Communication Satellite
Thales Alenia Space
Wide range of products within the Group
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1. The Thales Group in few words
2. General introduction on Additive Manufacturing
3. Additive Manufacturing activities
4. Conclusions
Outlines
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Additive manufacturing (AM) is a layer-by-layer technique of producing
functional end products directly from a digital model
Good Ability to produce geometrically complex near-net shape designs
with substantial reductions in cost and time
This process also refers to Direct Manufacturing, Rapid Prototyping, 3D
printing….
3D digital
model
Additive Manufacturing – General Introduction
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Additive Manufacturing
Applications
Aerospace
Medical / Dental
AutomotiveTooling
Additive Manufacturing – General Introduction
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Additive Manufacturing – Global Market (Wolhers Report 2013)
Source : Wolhers Associates, Inc.
Compound Annual Growth Rate (CAGR) of 28,6% in 2012 (2,204 Billions)
Evolution of the professional-grade
industrial Additive Manufacturing
systems > 5000$
Total around 57.000 AM systems
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STRENGHTS
Elimination of design constraints,
Allow to produce parts with complex geometry, (no
additionnal costs related to complexity)
Build speed, reduction of lead time, flexibility,
No Tooling
Dimensionnal accuracy,
Wide range of materials,
(polymers, metals, ceramics…)
Introduction of new functionnalities,
(honeycomb strcture, cooling channels…)
Maintenance and repair of high value parts,
Green manufacturing, clean, minimal waste.
WEAKNESSES
Surface roughness,
Density, porosity,
Lack of data,
Dimensionnal limitations,
Low volume manufacturing,
Additive Manufacturing – General Introduction
Supply Chain ?
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Stereolithography (SLA) Fused Deposition Modeling (FDM) Powder Bed
Blown Powder
Additive Manufacturing Processes
Additive
Manufacturing
Liquid based process Solid based process Powder based process
Polymers
Ceramics
Metals
Polymers
Polymers
Metals
Ceramics
The selection of a process is depending on costs, number of parts, lead
times, performances, complexity of design…
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NASA Technology Readiness Levels (TRLs)
Beyond MCRL & TRL 5/6 a robust procurement strategy & full
qualification of the production process are mandatories for medium
and low series (>100 parts/year)
Aerospace
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1. The Thales Group in few words
2. General introduction on Additive Manufacturing
3. Additive Manufacturing activities
4. Conclusions
Outlines
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Scope
Additive Manufacturing processes : Stereolithography, powder bed, blown powder…
Materials : Resins, Polymers, Metals (Ti, Al, Steels, Ni-based), Ceramics
Supply Chain, Quality Assurance & Standards
Participants
More than 10 Legal Entities coming from all technical areas (Aerospace, Space, Defence,
Security, Ground Transportation),
A focal point is clearly identified to ensure a good communication and reporting within this group.
Objectives
Identify the major benefits and the Enginnering drivers for the Additive Manufacturing Technology,
Coordinate the initiatives at Group level (transverse projects),
Promote transverse exchanges within Thales (share experiences),
Develop a network of Engineers & Specialists within the Group,
Avoid the duplication of work,
One Team – One Thales
Group work is required to promote the growth of AM within Thales
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Thales Expectations - Manufacturing
Manufacture of complex parts that can not be machined, casted or forged,
Reduction time to market (in comparison with casting and forging),
Reduction of lead time, increase in build speed,
Topological Optimization,
Reduce Weight (Honeycomb structures),
Reduce Costs,
Reduce Buy to Fly Ratio
Buy to Fly Ratio : Cost associated with the amount of raw materials required to produce a finished part),
Introduction of new functionalities (cooling channels),
Decrease the number of assembled components,
Additive Manufacturing is expected to make Thales products more
attractive and more competitive
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Metallic Materials
Copper
Aluminum (AS7G0.6)
Aluminum (2618, 6061, 7075…)
Titanium (TA6V)
Steels & Stainless Steel (316L)
Ni-based alloys & CoCr
Low CTE alloys (Fe based, Al based) ?
Polymers Materials
Thermoplastics PEEK
Acrylate
Epoxies
PP, Polyamide (PA), ABS
Elastomers
Ceramic Materials
Alumina
Cermet
Structural Ceramic (Si3N4) ?
Thales Expectations - Materials
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FP7 – EU AMAZE
Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste & Efficient
Production of High-Tech Metal Products
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Work program topics addressed
FP7-FoF NMP 2012-4
High-perfomance manufacturing technologies in terms of efficiency, robustness and accuracy
Title
AMAZE
Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste and Efficient Production of High-Tech Metal
Products
Duration
54 months (4,5 years)
Starting date : January 2013
Total Budget
Around 20M€
Coordinator
European Space Agency
28 partners from 10 countries
19 from industry, 8 from academia and 1 intergovernmental agency
www.amaze-project.eu
FP7 AMAZE Project
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AMAZE Participants – 28 Partners from 10 countries
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PhD on mechanical properties (Corporate Engineering)
PhD Student
Victor CHASTAND – Engineer from Centrale Lille
Title of the PhD
Studying the mechanical behaviour and the damaging mechanisms of metallic parts
produced by Additive Manufacturing
Duration
3 years (October 2013 to October 2016)
Location
Meudon-la-Forêt (Thales Global Services)
Supervisors
Ecole Centrale Lille : Eric CHARKALUK & Philippe QUAEGEBEUR
Thales Global Services :Yannick CADORET
Partner laboratory
Laboratoire de Mécanique de Lille (LML)
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First Results : Effect of the manufacturing direction
The anisotropy in the tensile properties is negligible
E (GPa) Rm(MPa)
Rp0,2
(MPa)
Differences
Titanium 1,4% 8,1% 2,0%
Aluminium 0,4% 2,2% 2,1%
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Effect of the manufacturing direction
The anisotropy in the tensile properties is negligible
E (GPa) Rm(MPa)
Rp0,2
(MPa)
Differences
Titanium 1,4% 8,1% 2,0%
Aluminium 0,4% 2,2% 2,1%
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Effect of the manufacturing direction
The anisotropy in the tensile properties is negligible
E (GPa) Rm(MPa)
Rp0,2
(MPa)
Differences
Titanium 1,4% 8,1% 2,0%
Aluminium 0,4% 2,2% 2,1%
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But… the elongation at break is anisotropic
Possibilities
Fusion of the different layers
Surface qualities
Porosities
Analysis
Microscopic observations
completed
Possible consequences
Fatigue could be anisotropic
The anisotropy in the elongation at break will be studied (observations)
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Standardization is necessary to disseminate innovation & facilitate the access to the
market
Active Contributions from complementary sectors are needed :
End Users (Thales, Safran, Airbus…),
Technical Centers (IREPA, CETIM-CERTEC…),
Powder Manufacturers (ARKEMA, SULZER…),
Equipment Manufacturers (PHENIX Systems, EOS, Renishaw…)
Suppliers of manufactured parts (MB Proto, Esteve…).
Thales Global Services participates to Standardization Organizations
UNM 920 (French Committee)
ISO TC 261 (International Committee)
Standardization activities on Additive Manufacturing
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UNM 920 (France) created in July 2010
Scope : processes by adding material – manufacturing of workpieces
directly from a 3D model without using tools
Domains : all, especially mechanical industries, aeronautics and odontology
Several standards published so far
Contact : Catherine LUBINEAU
Thales Global Services is participating to this Committee
Standardization activities on Additive Manufacturing
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ISO TC 261 (Technical Committee) created in 2011
Standardization in the field of Additive Manufacturing (AM) concerning their
processes, terms and definitions, process chains (Hard- and Software), test
procedures, quality parameters, supply agreements and all kind of fundamental
4 Working Groups
Working Group 1 : Terminology (Coordination : Sweden)
Working Group 2 : Methods, processes and materials (Coordination : Germany)
Working Group 3 : Test methods (Coordination : France)
Working Group 4 : Data processing (Coordination : UK)
Global coordination from DIN (Deutsches Institut für Normung)
14 participating countries including FRANCE (AFNOR)
Standardization activities on Additive Manufacturing
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Integrations of both mechanical and electronic functions on 3D designs
From Additive Manufacturing (AM) to Molded Interconnect Devices (MID)
Source : CICOR (3D-MID Technology)
When Mechanic meets Electronic…
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1. The Thales Group in few words
2. General introduction on Additive Manufacturing
3. Additive Manufacturing activities
4. Conclusions
Outlines
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OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS
Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001
Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable
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Additive Manufacturing is offering innovation that our customers are
looking for (reduce weight, reduce costs, add new functionalities),
It is now possible to manufacture components made from polymers,
metals and even ceramics with good physical and mechanical
properties,
Additive Manufacturing should enable Thales to provide more
competitive products with higher performance in a challenging
environment,
3D printing technology is still in the early stages for industrial
application (aeronautic, space, defense),
Supply chain in Europe is emerging for metallic functional parts,
A robust & coherent supply chain has to be consolidated before to
consider serial production (e. g. > 100 part/year),
Conclusion – Take away
Additive Manufacturing is considered in Thales as a key technology for
the near future
www.thalesgroup.com
OPEN
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en tout ou partie, ni divulgué à un tiers sans l'accord préalable et écrit de THALES.
QUESTIONS ?
Thales 3D-printed toolbox for Columbus - Source : ESA Website

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Sirris_am in aviation and aerospace_thales case studies

  • 1. www.thalesgroup.com OPEN Ce document ne peut être reproduit, modifié, adapté, publié, traduit, d'une quelconque façon, en tout ou partie, ni divulgué à un tiers sans l'accord préalable et écrit de THALES. Developments on Additive Manufacturing Yannick CADORET – Thales (TGS) Corporate Engineering 13th May 2014 – SIRRIS TRN : 0001-0009968705
  • 2. 2 /2 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. 1. The Thales Group in few words 2. General introduction on Additive Manufacturing 3. Additive Manufacturing activities 4. Conclusions Outlines
  • 3. 3 /3 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. 1. The Thales Group in few words 2. General introduction on Additive Manufacturing 3. Additive Manufacturing activities 4. Conclusions Outlines
  • 4. 4 /4 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Whenever critical decisions need to be made, Thales has a role to play. In all its markets — aerospace, space, ground transportation, defence and security — Thales solutions help customers to make the right decisions at the right time and act accordingly. World-class technology, the combined expertise of 65,000 employees and operations in 56 countries have made Thales a key player in keeping the public safe and secure, guarding vital infrastructure and protecting the national security interests of countries around the globe. Profile Collective intelligence for a safer world A balanced revenue structure Defence 55% Civil 45% Revenues in 2012 14.2billion euros Employees 65,000 (workforce under management at 31 Dec. 2012) Research and development 2.5 billion euros (approx. 20% of revenues) Shareholders (at 31 May 2013) French State 27% Dassault Aviation 26% Float 47% of which employees 3% Global presence 56 countries
  • 5. 5 /5 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Mission statement WHEREVER SAFETY AND SECURITY ARE CRITICAL, THALES DELIVERS. TOGETHER, WE INNOVATE WITH OUR CUSTOMERS TO BUILD SMARTER SOLUTIONS. EVERYWHERE.
  • 6. 6 /6 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Markets we serve DEFENCEAEROSPACE SPACE SECURITYGROUND TRANSPORTATION Dual markets Military & Civil TRUSTED PARTNER FOR A SAFER WORLD
  • 7. 7 /7 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Worldwide operations Employees 65,000 (workforce under management at 31 Dec. 2012) Global presence 56 countries GLOBAL REACH, LOCAL EXPERTISE
  • 8. 8 /8 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Global leadership €14 billion in revenues N°1 worldwide Payloads for telecom satellites Air Traffic Management Sonars Security for interbank transactions N°2 worldwide Rail signalling systems In-flight entertainment and connectivity Military tactical radiocommunications N°3 worldwide Avionics Civil satellites Surface radars
  • 9. 9 /9 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Ground based radar (GM400) Thales Air Systems Radiocommunications products Thales Communications & Secutity Portable Infra-red Camera Thales Optronics Large variety of Materials & Processes with complex requirements Multifuntion Targeting Pod (Damocles) Thales Optronics Active-Array Antenna Thales Airborne Systems Space amplifiers Thales Electon Devices Human System Interfaces Thales Avionics Communication Satellite Thales Alenia Space Wide range of products within the Group
  • 10. 10 /10 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. 1. The Thales Group in few words 2. General introduction on Additive Manufacturing 3. Additive Manufacturing activities 4. Conclusions Outlines
  • 11. 11 /11 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Additive manufacturing (AM) is a layer-by-layer technique of producing functional end products directly from a digital model Good Ability to produce geometrically complex near-net shape designs with substantial reductions in cost and time This process also refers to Direct Manufacturing, Rapid Prototyping, 3D printing…. 3D digital model Additive Manufacturing – General Introduction
  • 12. 12 /12 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Additive Manufacturing Applications Aerospace Medical / Dental AutomotiveTooling Additive Manufacturing – General Introduction
  • 13. 13 /13 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Additive Manufacturing – Global Market (Wolhers Report 2013) Source : Wolhers Associates, Inc. Compound Annual Growth Rate (CAGR) of 28,6% in 2012 (2,204 Billions) Evolution of the professional-grade industrial Additive Manufacturing systems > 5000$ Total around 57.000 AM systems
  • 14. 14 /14 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. STRENGHTS Elimination of design constraints, Allow to produce parts with complex geometry, (no additionnal costs related to complexity) Build speed, reduction of lead time, flexibility, No Tooling Dimensionnal accuracy, Wide range of materials, (polymers, metals, ceramics…) Introduction of new functionnalities, (honeycomb strcture, cooling channels…) Maintenance and repair of high value parts, Green manufacturing, clean, minimal waste. WEAKNESSES Surface roughness, Density, porosity, Lack of data, Dimensionnal limitations, Low volume manufacturing, Additive Manufacturing – General Introduction Supply Chain ?
  • 15. 15 /15 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Stereolithography (SLA) Fused Deposition Modeling (FDM) Powder Bed Blown Powder Additive Manufacturing Processes Additive Manufacturing Liquid based process Solid based process Powder based process Polymers Ceramics Metals Polymers Polymers Metals Ceramics The selection of a process is depending on costs, number of parts, lead times, performances, complexity of design…
  • 16. 16 /16 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. NASA Technology Readiness Levels (TRLs) Beyond MCRL & TRL 5/6 a robust procurement strategy & full qualification of the production process are mandatories for medium and low series (>100 parts/year) Aerospace
  • 17. 17 /17 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. 1. The Thales Group in few words 2. General introduction on Additive Manufacturing 3. Additive Manufacturing activities 4. Conclusions Outlines
  • 18. 18 /18 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Scope Additive Manufacturing processes : Stereolithography, powder bed, blown powder… Materials : Resins, Polymers, Metals (Ti, Al, Steels, Ni-based), Ceramics Supply Chain, Quality Assurance & Standards Participants More than 10 Legal Entities coming from all technical areas (Aerospace, Space, Defence, Security, Ground Transportation), A focal point is clearly identified to ensure a good communication and reporting within this group. Objectives Identify the major benefits and the Enginnering drivers for the Additive Manufacturing Technology, Coordinate the initiatives at Group level (transverse projects), Promote transverse exchanges within Thales (share experiences), Develop a network of Engineers & Specialists within the Group, Avoid the duplication of work, One Team – One Thales Group work is required to promote the growth of AM within Thales
  • 19. 19 /19 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Thales Expectations - Manufacturing Manufacture of complex parts that can not be machined, casted or forged, Reduction time to market (in comparison with casting and forging), Reduction of lead time, increase in build speed, Topological Optimization, Reduce Weight (Honeycomb structures), Reduce Costs, Reduce Buy to Fly Ratio Buy to Fly Ratio : Cost associated with the amount of raw materials required to produce a finished part), Introduction of new functionalities (cooling channels), Decrease the number of assembled components, Additive Manufacturing is expected to make Thales products more attractive and more competitive
  • 20. 20 /20 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Metallic Materials Copper Aluminum (AS7G0.6) Aluminum (2618, 6061, 7075…) Titanium (TA6V) Steels & Stainless Steel (316L) Ni-based alloys & CoCr Low CTE alloys (Fe based, Al based) ? Polymers Materials Thermoplastics PEEK Acrylate Epoxies PP, Polyamide (PA), ABS Elastomers Ceramic Materials Alumina Cermet Structural Ceramic (Si3N4) ? Thales Expectations - Materials
  • 21. 21 /21 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. FP7 – EU AMAZE Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste & Efficient Production of High-Tech Metal Products
  • 22. 22 /22 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Work program topics addressed FP7-FoF NMP 2012-4 High-perfomance manufacturing technologies in terms of efficiency, robustness and accuracy Title AMAZE Additive Manufacturing Aiming Towards Zero Waste and Efficient Production of High-Tech Metal Products Duration 54 months (4,5 years) Starting date : January 2013 Total Budget Around 20M€ Coordinator European Space Agency 28 partners from 10 countries 19 from industry, 8 from academia and 1 intergovernmental agency www.amaze-project.eu FP7 AMAZE Project
  • 23. 23 /23 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. AMAZE Participants – 28 Partners from 10 countries
  • 24. 24 /24 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. PhD on mechanical properties (Corporate Engineering) PhD Student Victor CHASTAND – Engineer from Centrale Lille Title of the PhD Studying the mechanical behaviour and the damaging mechanisms of metallic parts produced by Additive Manufacturing Duration 3 years (October 2013 to October 2016) Location Meudon-la-Forêt (Thales Global Services) Supervisors Ecole Centrale Lille : Eric CHARKALUK & Philippe QUAEGEBEUR Thales Global Services :Yannick CADORET Partner laboratory Laboratoire de Mécanique de Lille (LML)
  • 25. 25 /25 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. First Results : Effect of the manufacturing direction The anisotropy in the tensile properties is negligible E (GPa) Rm(MPa) Rp0,2 (MPa) Differences Titanium 1,4% 8,1% 2,0% Aluminium 0,4% 2,2% 2,1%
  • 26. 26 /26 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Effect of the manufacturing direction The anisotropy in the tensile properties is negligible E (GPa) Rm(MPa) Rp0,2 (MPa) Differences Titanium 1,4% 8,1% 2,0% Aluminium 0,4% 2,2% 2,1%
  • 27. 27 /27 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Effect of the manufacturing direction The anisotropy in the tensile properties is negligible E (GPa) Rm(MPa) Rp0,2 (MPa) Differences Titanium 1,4% 8,1% 2,0% Aluminium 0,4% 2,2% 2,1%
  • 28. 28 /28 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. But… the elongation at break is anisotropic Possibilities Fusion of the different layers Surface qualities Porosities Analysis Microscopic observations completed Possible consequences Fatigue could be anisotropic The anisotropy in the elongation at break will be studied (observations)
  • 29. 29 /29 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Standardization is necessary to disseminate innovation & facilitate the access to the market Active Contributions from complementary sectors are needed : End Users (Thales, Safran, Airbus…), Technical Centers (IREPA, CETIM-CERTEC…), Powder Manufacturers (ARKEMA, SULZER…), Equipment Manufacturers (PHENIX Systems, EOS, Renishaw…) Suppliers of manufactured parts (MB Proto, Esteve…). Thales Global Services participates to Standardization Organizations UNM 920 (French Committee) ISO TC 261 (International Committee) Standardization activities on Additive Manufacturing
  • 30. 30 /30 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. UNM 920 (France) created in July 2010 Scope : processes by adding material – manufacturing of workpieces directly from a 3D model without using tools Domains : all, especially mechanical industries, aeronautics and odontology Several standards published so far Contact : Catherine LUBINEAU Thales Global Services is participating to this Committee Standardization activities on Additive Manufacturing
  • 31. 31 /31 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. ISO TC 261 (Technical Committee) created in 2011 Standardization in the field of Additive Manufacturing (AM) concerning their processes, terms and definitions, process chains (Hard- and Software), test procedures, quality parameters, supply agreements and all kind of fundamental 4 Working Groups Working Group 1 : Terminology (Coordination : Sweden) Working Group 2 : Methods, processes and materials (Coordination : Germany) Working Group 3 : Test methods (Coordination : France) Working Group 4 : Data processing (Coordination : UK) Global coordination from DIN (Deutsches Institut für Normung) 14 participating countries including FRANCE (AFNOR) Standardization activities on Additive Manufacturing
  • 32. 32 /32 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Integrations of both mechanical and electronic functions on 3D designs From Additive Manufacturing (AM) to Molded Interconnect Devices (MID) Source : CICOR (3D-MID Technology) When Mechanic meets Electronic…
  • 33. 33 /33 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. 1. The Thales Group in few words 2. General introduction on Additive Manufacturing 3. Additive Manufacturing activities 4. Conclusions Outlines
  • 34. 34 /34 / OPENTRN : 0001-0009968705 – 13th May 2014 – SIRRIS Thales Global Services/ Modèle : 87204467-DOC-GRP-FR-001 Cedocumentnepeutêtrereproduit,modifié,adapté,publié,traduit,d'unequelconquefaçon,entoutoupartie,nidivulguéàuntierssansl'accordpréalable etécritdeThales-©Thales2012TousDroitsréservés. Additive Manufacturing is offering innovation that our customers are looking for (reduce weight, reduce costs, add new functionalities), It is now possible to manufacture components made from polymers, metals and even ceramics with good physical and mechanical properties, Additive Manufacturing should enable Thales to provide more competitive products with higher performance in a challenging environment, 3D printing technology is still in the early stages for industrial application (aeronautic, space, defense), Supply chain in Europe is emerging for metallic functional parts, A robust & coherent supply chain has to be consolidated before to consider serial production (e. g. > 100 part/year), Conclusion – Take away Additive Manufacturing is considered in Thales as a key technology for the near future
  • 35. www.thalesgroup.com OPEN Ce document ne peut être reproduit, modifié, adapté, publié, traduit, d'une quelconque façon, en tout ou partie, ni divulgué à un tiers sans l'accord préalable et écrit de THALES. QUESTIONS ? Thales 3D-printed toolbox for Columbus - Source : ESA Website