Comment l’impression 3D transforme l’industrie aérospatiale ?

Tissus d’organes, bâtiments, vêtements, voitures, instruments de musique, décorations de gâteaux sucrés – et même des armures pour chats. Qu’est-ce que les imprimantes 3D ne peuvent pas faire ? Il y a eu tellement de battage médiatique autour des utilisations créatives et des percées scientifiques permises par la technologie d’impression 3D qu’il est facile de passer à côté de ce qui se passe réellement dans ce secteur.

Cet article est le premier d’une série consacrée à l’effet transformateur de l’impression 3D sur une série d’industries. Pour commencer, nous nous intéressons au rôle de la technologie d’impression 3D dans l’aérospatiale commerciale.

L’industrie aérospatiale est l’un des plus grands adeptes de l’impression 3D

L’industrie manufacturière a joué un rôle majeur pour faire de l’impression 3D ce qu’elle est aujourd’hui. Des fabricants mondiaux tels que BMW, par exemple, utilisent la technologie d’impression 3D depuis trois décennies. L’aérospatiale est l’un des plus grands adeptes de l’impression 3D, l’industrie représentant près d’un cinquième du marché.

Source : Rapport Wohlers, 2018.

Moins de pièces + Poids réduit = Durabilité accrue ?

L’un des principaux avantages de l’impression 3D est qu’elle simplifie les pièces complexes. Grâce à la technologie d’impression 3D, un système précédemment construit en combinant plusieurs composants peut être réduit à une seule pièce. Cela apporte un certain nombre d’avantages, notamment une gestion et une modification plus faciles et moins d’incertitude dans la demande.

GE (General Electric) en est un bon exemple. Avec les méthodes de fabrication traditionnelles, il fallait utiliser 20 pièces différentes pour construire un embout de combustible. Désormais, grâce à l’impression 3D, le gicleur de carburant utilisé dans ses moteurs LEAP est un élément unique. GE affirme que la durabilité a été multipliée par cinq et que la pièce elle-même est 25% plus légère. En déposant la matière uniquement là où elle est nécessaire – aux points de pression, par exemple – la technologie d’impression 3D réduit considérablement le poids. Dans ce cas, les améliorations de conception ont permis de réaliser des économies de carburant de 15%. Les tuyères imprimées en 3D sont désormais produites en série et GE prévoit d’en produire plus de 30’000 d’ici à la fin de 2019.

Comment les fabricants d’avions utilisent l’impression 3D

Selon Grazia Vittadini, directeur technique d’Airbus, l’impression 3D pourrait réduire le poids total d’un avion jusqu’à 55%. Airbus travaille avec Materialise pour produire des pièces en plastique imprimées en 3D pour son avion A350 XWB.

Boeing, quant à lui, travaille avec GE sur le Boeing 777X, qui sera équipé de six pièces imprimées en 3D dans ses moteurs GE. Outre l’injecteur de carburant de GE, le moteur utilisera également des échangeurs et des séparateurs de chaleur, des mélangeurs de carburant et des capteurs de température. Boeing investit également dans l’entreprise d’impression 3D de métaux Digital Alloy afin d’obtenir un accès rapide à des pièces de qualité à faible coût. Boeing utilise plus de 60’000 pièces imprimées en 3D dans ses produits destinés au secteur commercial, de la défense et de l’espace.

Source : Boeing (prototype monté du 777X)

Le constructeur britannique Rolls-Royce intègre également l’impression 3D dans son processus de production. Le moteur Advance 3, qui sera disponible en 2025, bénéficiera de l’utilisation de la technologie d’impression 3D, comme la flexibilité de la conception, la consolidation des pièces, la réduction du poids et la complexité accrue des pièces. Le produit fini aura un rendement énergétique optimisé et de faibles émissions.

Qu’est-ce que cela signifie ?

L’année dernière, nous avons rencontré Hanan Gothait, fondateur et CEO (Chief Executive Officer) de XJET, qui utilise une nanotechnologie révolutionnaire pour l’impression 3D. M. Gothait est à l’avant-garde de l’impression 3D depuis ses débuts et a contribué comme personne à façonner le secteur actuel. Il nous a décrit un avenir dans lequel l’intérieur des avions est entièrement repensé pour intégrer une série de pièces imprimées en 3D, telles que des boucles de ceinture légères. Comme c’est le cas pour de nombreuses pièces conçues pour l’impression 3D, les boucles seront non seulement plus solides et plus sûres, mais aussi nettement plus légères. Alors que les consommateurs exigent davantage de commodités à bord, les compagnies aériennes s’efforcent de réduire le poids de l’avion, qui est directement lié au niveau de consommation de carburant, notamment lors du décollage.

Source : 3T RPD Ltd/The SAVING Project (boucles de ceinture de sécurité légères).

En utilisant des pièces imprimées en 3D mieux conçues et plus légères, les fabricants peuvent réduire considérablement le poids de l’avion. Il en résultera une moindre consommation de carburant, une plus grande efficacité, une réduction des coûts et, au final, des vols moins chers.

Lorsqu’il s’agit de tirer parti de l’impression 3D pour la production industrielle, l’aérospatiale n’est toutefois pas le seul pionnier.