Le développement des techniques de fabrication, en particulier dans la production de composants d’aéronefs, est un aspect vital de l’industrie aérospatiale. L’industrie aérospatiale est un hommage à l’ingéniosité et à la curiosité de l’humanité, car elle repousse sans cesse les limites de ce qui peut être réalisé.
Techniques de fabrication conventionnelles
Les techniques de fabrication conventionnelles ont toujours joué un rôle fondamental dans l’industrie. Cependant, une nouvelle alternative connue sous le nom de fabrication additive (AM), également appelée impression 3D, a gagné en importance ces derniers temps. Nous allons nous pencher sur les avancées significatives des techniques de fabrication additive (AM) spécialement conçues pour les composants aérospatiaux, ce qui ouvre une nouvelle ère d’opportunités potentielles pour l’industrie.
Qu’est-ce que la fabrication additive ?
Le principe de base de la fabrication additive (MA) est axé sur la fabrication incrémentale d’articles, en utilisant des modèles numériques en 3D comme base pour la production couche par couche. L’écart par rapport aux techniques conventionnelles de fabrication soustractive représente une opportunité considérable pour l’industrie aérospatiale, car elle permet de produire des composants compliqués, légers et très performants. Le changement révolutionnaire susmentionné a entraîné une reconceptualisation des options de conception potentielles, une augmentation de la productivité de la production et une amélioration du rapport coût-efficacité.
Les techniques de fabrication de pointe qui façonnent l’aérospatiale
- La fusion sélective par laser (SLM) est considérée comme l’un des principaux procédés de fabrication additive (AM) dans l’industrie aérospatiale. Ce procédé implique la disposition méticuleuse de poudres métalliques de manière séquentielle, consolidées ensuite par l’application d’un laser à haute énergie. La polyvalence de cette technologie permet de fabriquer des géométries complexes et des structures cohésives. L’utilisation de la fusion sélective par laser (SLM) dans l’industrie aérospatiale englobe un large éventail d’applications, y compris, mais sans s’y limiter, les aubes de turbines, les tuyères de carburant et les composants structurels de conception complexe.
- Le frittage laser direct de métaux (DMLS) est une méthode notable qui a suscité beaucoup d’intérêt. Cette procédure particulière, apparentée à la fusion sélective par laser (SLM), utilise la technologie laser pour fusionner des particules de métal, ce qui permet de créer des prototypes entièrement opérationnels, voire des composants adaptés à une utilisation finale. Le processus de fabrication de composants légers et très résistants, utilisant généralement des matériaux tels que le titane et les alliages de nickel, devient avantageux pour l’industrie aérospatiale.
Progrès dans les matériaux :
Le cœur de l’AM réside dans les matériaux utilisés. L’industrie aérospatiale exige des matériaux capables de résister à des conditions extrêmes tout en restant légers. Les progrès de la science des matériaux ont conduit au développement d’alliages et de composites à haute température spécialement conçus pour l’AM. Ces matériaux possèdent des propriétés mécaniques exceptionnelles, ce qui les rend idéaux pour les applications aérospatiales.
Impact et trajectoire future de l’AM
L’influence de la fabrication additive (MA) sur l’industrie aérospatiale est importante et étendue. Le concept dépasse les méthodes de production de base et englobe des éléments de conception créative, de rentabilité et de durabilité environnementale. L’un des principaux avantages réside dans la capacité à fusionner de nombreux éléments dans un cadre unifié et complexe. Le processus de consolidation permet de réduire la nécessité de l’assemblage, ce qui atténue les vulnérabilités potentielles et augmente l’intégrité structurelle globale.
En outre, l’AM s’attaque au problème persistant de la logistique de la chaîne d’approvisionnement. La fabrication traditionnelle implique souvent des chaînes d’approvisionnement complexes qui s’étendent sur plusieurs continents. L’utilisation de la fabrication additive (MA) permet de produire des composants à proximité de l’application à laquelle ils sont destinés, ce qui réduit à la fois les délais et les frais d’expédition. Cela est conforme aux normes de production en flux tendu du secteur aérospatial.
Les perspectives d’avenir de la fabrication additive dans l’industrie aérospatiale semblent très favorables. À mesure que la science des matériaux progresse, la fabrication additive (MA) sera de plus en plus personnalisée pour répondre aux exigences spécifiques du secteur. Le champ d’application de la fabrication additive (AM) devrait s’étendre au-delà de son objectif actuel, à savoir les composants, et englober des structures plus importantes telles que les ailes et les sections de fuselage. Au fur et à mesure des avancées technologiques, les organismes de réglementation établiront des procédures de certification pour s’assurer que les composants fabriqués par fabrication additive (AM) respectent des critères de sécurité rigoureux.
En résumé, la progression des méthodes de fabrication additive a entraîné une transformation fondamentale dans le domaine de la construction aéronautique. La capacité de produire des composants complexes et performants dans les délais et à moindre coût offre de nouvelles opportunités à l’industrie. Ce changement est principalement dû à l’utilisation de la fusion sélective par laser, du frittage direct de métaux par laser et de nouveaux matériaux. L’adoption de la fabrication additive dans l’industrie aérospatiale redéfinit non seulement les processus de fabrication traditionnels, mais facilite également le développement d’un avenir plus adaptable, plus respectueux de l’environnement et plus avant-gardiste.
Les entreprises qui innovent dans ce secteur sont susceptibles d’être admissibles à plusieurs programmes de financement, notamment des subventions gouvernementales et des crédit d’impôt de RS&DE.
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Sources :
- Progress in additive manufacturing on new materials: A review
- Neng Li a, Shuai Huang a, Guodong Zhang a, Renyao Qin a, Wei Liu a, Huaping Xiong a, Gongqi Shi b, Jon Blackburn bZucconi, A. (2017, April 17). Progress in additive manufacturing on new materials: A review – ScienceDirect
- Advances in additive manufacturing of metal-based functionally graded materials
- Ashley Reichardt,Andrew A. ShapiroORCID Icon,Richard OtisORCID Icon,R. Peter Dillon,John Paul Borgonia Advances in additive manufacturing of metal-based functionally graded materials: International Materials Reviews: Vol 66, No 1 (tandfonline.com)
- Developments in additive manufacturing
- Author links open overlay panelRaghavendra Krishna 1, M. Manjaiah 2, C.B. Mohan 1 Developments in additive manufacturing – ScienceDirect
