De la recherche appliquée à la machine industrielle : le parcours DRD dans le Friction Stir Welding
Le projet présenté par DRD dans le cadre du programme PR FESR Toscana 2021–2027 – Recherche, Développement et Innovation pour l’Attraction des Investissements, dédié à l’Application Avancée du soudage par friction en milieu ferroviaire (FSI), naît avec un objectif ambitieux : transférer une technologie de soudage à l’état solide, déjà consolidée dans les secteurs aérospatial et automobile, vers des applications ferroviaires à grande échelle, avec une attention particulière portée au soudage d’extrusions structurelles de grandes dimensions.
Présentation finale du projet – 31/10/2024
Dès les premières phases, le projet s’est positionné comme un point de rencontre entre recherche industrielle, développement expérimental et applicabilité productive concrète. Dans ce contexte, le projet a pris forme grâce à la contribution conjointe de tous les partenaires impliqués, qui ont mis à disposition leurs compétences techniques, leur expérience industrielle et leurs capacités de recherche, essentielles pour l’étude, le développement et la validation du système, ainsi qu’au Département de Génie Électronique de l’Université de Pise, qui a apporté un soutien scientifique et méthodologique dans la définition des architectures de contrôle, des logiques de procédé et des critères de validation expérimentale.
Bien que le projet ait été inscrit dans la liste des projets éligibles au financement, DRD a choisi de ne pas interrompre son développement, poursuivant de manière autonome les activités d’étude, de conception et d’expérimentation. Cette continuité a représenté un élément clé : l’idée n’est pas restée théorique, mais a été progressivement transformée en un système réel, vérifiable et mesurable.
Après environ un an d’études et d’activités expérimentales, un premier jalon concret a été atteint en septembre 2025. DRD a conçu et réalisé une tête FSW, intégrée sur une machine prototype spécialement mise en place pour les essais de procédé. Cette phase a marqué le passage décisif de la simulation et de l’analyse théorique à l’expérimentation réelle.
Les premières campagnes de soudage ont été réalisées à l’aide d’outils développés par un partenaire DRD, une entreprise britannique disposant de plus de vingt ans d’expérience dans la technologie Friction Stir Welding. L’utilisation d’outils optimisés a permis de se concentrer sur l’analyse du comportement de la tête, de la cinématique et du contrôle du procédé, en réduisant les variables externes et en améliorant la fiabilité des résultats.
Les essais ont porté sur le soudage de profils en aluminium AA6000, avec des épaisseurs de 3 et 5 mm. Les résultats obtenus ont été extrêmement encourageants : les soudures ont présenté une excellente qualité de joint, une bonne homogénéité métallurgique et un comportement cohérent avec les paramètres de procédé définis. Ces résultats ont confirmé la validité des choix de conception et la justesse de l’approche d’ingénierie adoptée.
Sur le plan technique, cette expérience a permis à DRD d’affiner des aspects essentiels du procédé FSW : gestion de la force axiale, contrôle de l’avance, stabilité de la tête de soudage et répétabilité du cycle. Des éléments stratégiques dans le contexte ferroviaire, notamment lorsqu’il s’agit de composants de grande longueur soumis à des exigences strictes de qualité et de fiabilité.
Ce parcours ne représente pas un point d’arrivée, mais plutôt le début d’une nouvelle phase. Les connaissances acquises à travers le projet FSI ont constitué la base technique et culturelle pour la conception des premières machines CNC DRD dédiées au Friction Stir Welding. Des machines pensées dès l’origine pour être modulaires, évolutives et orientées vers la production industrielle, capables de répondre aux besoins spécifiques du secteur ferroviaire et, plus largement, du soudage structurel avancé.
En ce sens, l’expérience acquise démontre comment un projet de recherche appliquée, même avant sa mise en œuvre financière complète, peut générer une valeur réelle lorsqu’il est soutenu par une continuité de vision, des compétences interdisciplinaires et une forte intégration entre industrie et monde académique. DRD a transformé une idée de projet en un système fonctionnel, traçant un chemin clair vers le développement de solutions FSW propriétaires et posant les bases d’une nouvelle génération de machines-outils dédiées au soudage à l’état solide.
En juillet, nous avons concrétisé sur le terrain le résultat d’une année d’études et d’expérimentations, menées en étroite collaboration avec Ofec et le Département de Génie Électronique de l’Université de Pise. Un parcours de recherche partagé, né de la combinaison entre expertise industrielle et soutien académique, avec un objectif clair : transformer la théorie en technologie appliquée.
Ce travail nous a permis de concevoir et de réaliser une tête FSW dédiée, ensuite installée sur une machine prototype, donnant lieu aux premiers essais de soudage réels. Grâce à l’utilisation d’outils développés par un partenaire DRD, une entreprise britannique disposant de plus de vingt ans d’expérience dans la technologie Friction Stir Welding, nous avons pu réaliser des soudures sur des profils en aluminium AA6000 de 3 et 5 mm d’épaisseur.
Les essais ont donné des résultats extrêmement positifs, confirmant la pertinence des choix de conception et la solidité de l’approche adoptée. Les soudures obtenues ont montré une excellente qualité de joint et une parfaite cohérence avec les objectifs de précision, de fiabilité et de contrôle du procédé fixés.
Ce jalon représente une étape fondamentale dans le développement de DRD dans le domaine du FSW, marquant le point de départ de l’évolution de nos machines et de nos solutions dédiées au soudage industriel avancé.
