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La consommation en carburant d’un avion dépend en grande partie de sa masse. Il a été démontré qu’une réduction de poids de 500 kg se traduit par une diminution d’environ 1% de la consommation de carburant. L’industrie aéronautique travaille actuellement sur la conception et le développement de nouveaux matériaux plus légers que ceux déjà existant afin de réduire le poids des pièces et composants et permettre aux avions de voler plus haut et plus vite en consommant moins de carburant.
L’impression 3D : Technologie prometteuse
Pour réussir ce pari, l’impression 3D s’avère une technologie très prometteuse pour l’industrie aéronautique tant sur le plan économique que sur le plan manufacturier. En effet, d’un côté elle permet l’élimination des procédés usuels qui consomme beaucoup de matière résultant en gain de temps de fabrication et d’un autre côté une conception de pièces plus légères résultant d’un gain en poids et par conséquent de meilleure performance en vol.
La fabrication de ces pièces 3D se base sur l’utilisation d’additive qui est ajoutée couche par couche dans le procédé d’impression pour produire l’objet près de sa forme finale. La combinaison d’additive (AM) et d’alliage généralement d’aluminium (AA) s’avère essentiel pour la fabrication des composants légers.
La combinaison éprouvée d’AM et d’AA est souvent limitée à quelques alliages par exemple le AlSi12 et AlSi10Mg. Pour les pièces non structurales, il existe un manque de connaissances sur l’ensemble de la métallurgie en AM des alliages d’aluminium en particulier de série A3xx. Ce manque de connaissances en microstructure, propriétés mécaniques et comportement pendant la fabrication et en service doit être surmontés avant d’intégrer l’AM en tant que solution de fabrication viable et l’adoption industrielle de ses composants.
L’industrie aérospatiale est entrée dans une phase de recherche et développement très active afin de combler ce manque de connaissances par apport aux AM de ces alliages est intégré ces données fondamentales dans leurs opérations de conception et de fabrication respectives. Il s’agit d’un défi considérable pour la technologie d’impression 3D à cause des caractéristiques mécaniques des matériaux qui sont requis dans la fabrication des composants aérospatiale.
Actuellement, les travaux de recherches ont atteint des résultats très intéressants, en ce qui concerne la caractérisation des relations microstructure-traitement-propriétés pour l’AM des AA. Cette combinaison a montré déjà un gain de poids important par rapport aux composants coulés non structuraux comme ceux des moteurs d’avion. Ces résultats ouvrent un grand potentiel pour contribuer à la réduction globale du poids du moteur et ultimement une meilleure performance en vol de l’avion.
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