La fabrication additive (FA) est la méthode de fabrication qui a permis, plus que toute autre méthode, de créer des produits d’une grande efficacité fonctionnelle et d’une grande légèreté, deux caractéristiques essentielles pour l’industrie aérospatiale. En outre, l’industrie aérospatiale se concentre sur la production à faible volume de systèmes comportant des composants mécaniques et électroniques complexes , et la fabrication additive répond très bien à ces exigences.
À la hauteur des enjeux
L’industrie aérospatiale consacre une grande partie de ses efforts au développement de produits soumis à des exigences extrêmement élevées. En d’autres termes, elle doit développer des produits plus efficaces, dont lepoids est réduit au minimum et qui sont soumis à des exigences structurelles et fonctionnelles élevées. Ce sont les aspects sur lesquels la FA est basée pour fournir des avantages compétitifs par rapport aux autres méthodes conventionnelles.
Ce n’est pas pour rien que la plate-forme aérospatiale espagnole (Plataforma Aeroespacial Española) a identifié cette technologie comme l’une des priorités à développer dans le cadre de la stratégie espagnole de R&D&I pour le secteur. La fabrication additive a donc un grand potentiel pour devenir un processus de fabrication établi dans l’industrie.
PBF et FDM, les technologies de pointe
Pour l’instant, l’accent a été mis sur le développement d’éléments structurels secondaires par la technologie PBF (Powder Bed Fusion) ainsi que sur la fabrication de structures de support et d’outillage avec des matériaux polymères au moyen de la technologie FDM (Fused Deposition Modelling).
Les différentiateurs
Les différentiateurs suivants de la fabrication additive jouent un rôle déterminant dans sa maturation pour le secteur spatial :
- L’industrie spatiale est en développement constant et nécessite des séries de production très courtes . Cela facilite l’adaptation constante de la technologie additive aux besoins de l’industrie spatiale.
- Le coût non récurrent pour l’industrie spatiale a un impact important sur le prix final du composant (série très courte). Dans les procédés FA, l’utilisation de l’outillage est minimisée et cette technologie présente donc un avantage supplémentaire.
- Dans l’espace , un processus de qualification par morceaux est utilisé. Cela représente un grand avantage par rapport aux exigences de certification nécessaires.
Avantages avec beaucoup de poids
MOINS DE PIÈCES ET PLUS DE COMPLEXITÉ
Lors de la conception d’un produit, les limites des processus de production de masse sont un facteur déterminant pour les concepteurs. Certaines conceptions impliquent des topologies complexes et leur fabrication nécessite donc la création de plusieurs pièces plus petites comme étape préliminaire. C’est là que réside l’un des grands et importants avantages de la fabrication additive par rapport à la fabrication soustractive : la géométrie des pièces n’est pas limitative, aussi complexe soit-elle. Par conséquent, la fabrication additive réduit le nombre de pièces nécessaires et permet des conceptions optimisées.
Quelles implications cela a-t-il pour l’industrie aérospatiale? La fabrication additive de composants mécaniques à géométrie complexe a permis de réduire le nombre de pièces à fabriquer et donc le poids total des pièces. La conséquence directe serait de réduire le poids de l’avion, ce qui réduit la consommation de carburant.
Les composants électroniques qui peuvent être fabriqués à l’aide de la FA comprennent les réseaux de capteurs, les antennes et les amplificateurs RF ou les assemblages de câbles multicouches. En bref, des pièces avec une fonctionnalité et une forme unique.
PLUS FACILE À TRAVAILLER ET MOINS DE DÉCHETS
De nombreuses applications aérospatiales nécessitent l’utilisation de métaux exotiques qui sont difficiles à travailler et à usiner par les procédés traditionnels. Le fait que ces matériaux commencent à être intégrés dans les systèmes de fabrication additive élargit considérablement la zone d’influence de la fabrication additive dans le secteur aérospatial.
Un autre aspect différenciateur fondamental de la fabrication additive réside dans la réduction des déchets due à sa nature additive. Cela signifie que dans le processus de production, seul le matériau nécessaire est utilisé, tandis que la fabrication soustractive élimine (soustrait) le matériau excédentaire pour obtenir le produit.
REMPLACEMENT RAPIDE DE PIÈCES COMPLEXES
La maintenance des aéronefs (y compris le remplacement des composants mécaniques et électroniques) est un domaine où la fabrication additive a beaucoup à dire. Ce qui se passe avec certains composants électroniques et mécaniques (les plus complexes), c’est qu’ils ne sont pas toujours en inventaire et doivent être remplacés périodiquement Les délais d’un fabricant traditionnel pour de telles pièces peuvent être de plusieurs semaines ou mois.
La fabrication additive permet de produire des pièces mécaniques ou électroniques à la demande, ce qui élimine la nécessité de conserver certains types de pièces en stock. La FA permet de fabriquer des pièces de rechange individuelles et de les expédier immédiatement au client, réduisant ainsi les délais de livraison.
Cette caractéristique laisse entrevoir un avenir dans lequel la FA des composants électroniques sera utilisée pour la production allégée (lean manufacturing).
CONTRÔLE DES COÛTS
Les systèmes de fabrication additive, comme nous l’avons vu, nécessitent moins de pièces, moins de montages et moins d’étapes d’assemblage, de sorte qu’ils peuvent être produits plus rapidement et à un coût inférieur.
Deux facteurs principaux détermineront la réduction des coûts de développement et de fabrication des produits électroniques pour les systèmes aérospatiaux : le niveau réduit de complexité de la fabrication et le processus accéléré de prototypage.
Conclusion
L’industrie aérospatiale a utilisé la fabrication additive pour une large gamme de produits tels que des pièces d’avions et d’hélicoptères, des moteurs et des turbines. Car la vérité est que la FA a amélioré les performances des pièces, réduit leur poids et aidé à éliminer les contraintes de conception et de production.
Jusqu’à récemment, la fabrication additive s’est principalement limitée à des pièces non critiques telles que des conduits ou des composants intérieurs. Cependant, elle commence à jouer un rôle plus important dans la production d’avions pour les fabricants de premier rang.
Chez Mizar, nous nous engageons à continuer à innover pour le secteur aérospatialet nous sommes à votre disposition pour tout type de consultation.
