Une machine de fusion sur lit de poudre d'aluminium a explosé lors d'un cycle de production dans une usine industrielle. La détonation, provoquée par l'inflammation de particules en suspension, a détruit la chambre de construction et endommagé le système d'inertage. Les ingénieurs légistes ont eu recours à la photogrammétrie des résidus pour reconstruire la dynamique de la défaillance et déterminer si le flux de gaz argon était insuffisant.
Photogrammétrie et simulation CFD du motif de dispersion 🔥
L'équipe a utilisé RealityCapture pour générer un nuage de points à partir des images de la caméra interne de l'imprimante, capturées quelques millisecondes avant l'explosion. Ce modèle 3D a permis de cartographier la trajectoire des particules d'aluminium et de calculer leur concentration dans le volume de la chambre. Avec Autodesk CFD, le comportement du gaz inerte a été simulé sous différents débits. Les résultats ont indiqué une zone de stagnation où l'argon n'a pas réussi à déplacer l'oxygène, créant une atmosphère réactive. SolidWorks a été utilisé pour modéliser la géométrie exacte de la chambre et vérifier les points d'entrée du gaz, révélant une conception défectueuse des diffuseurs.
Leçons pour la sécurité en fabrication additive ⚠️
La poudre d'aluminium est hautement explosive lorsqu'elle est en suspension dans l'air à des concentrations supérieures à 40 g/m3 et entre en contact avec une source d'inflammation, comme une étincelle électrostatique. La combinaison de la photogrammétrie et de la dynamique des fluides computationnelle s'est avérée cruciale pour identifier la défaillance du système d'inertage. Ce cas souligne la nécessité de valider par des simulations CFD la conception des chambres d'impression avant d'opérer avec des poudres métalliques réactives, évitant ainsi de futures catastrophes industrielles.
Quels paramètres critiques du nuage de poudre d'aluminium (tels que la concentration, la taille des particules et le temps de séjour) auraient pu être détectés par des capteurs de pression et de température dans la chambre d'impression pour prédire l'explosion avant qu'elle ne se produise ?
(PS : Simuler des catastrophes est amusant jusqu'à ce que l'ordinateur fonde et que vous soyez la catastrophe.)