Des pièces imprimées en 3D à bord des Airbus A350 XWB

  Les aéronefs fabriqués par Airbus ont un cycle de vie très long, en moyenne 30 ans. Pendant toute la durée de leur vie, les avions sont exposés à de nombreuses charges et fluctuations de température pendant les opérations au sol et en vol, notamment lors des décollages et atterrissages. Les turbulences pendant le vol peuvent provoquer des variations de flèche importantes  à l’extrémité des ailes.

Grâce à la fabrication additive, les ingénieurs d’Airbus sont capables de concevoir des pièces qui sont à la fois légère et qui ont les mêmes propriétés mécaniques. Récemment, le support de cabine de l’Airbus A350 XWB en titane (voir photo ci-dessous) a été récompensé en tant que finaliste du « Prix de l’innovation de l’industrie allemande 2014. » Le support de la cabine est fabriqué en utilisant la technologie brevetée de LaserCUSING, développé par Lichtenfels, société de conception Allemagne.

Le terme LaserCUSING est une combinaison du C de CONCEPT laser et du mot fusion (pour faire fondre entièrement); le processus de fusion laser permet de fabriquer des composants couche par couche à partir de données CAO 3D. Ce procédé permet la production de composants à géométrie complexe sans utiliser aucun outil pour créer des pièces qui seraient difficiles voire impossible à réaliser avec les outils de fabrication « traditionnelle ».

Aux yeux du jury, ce projet « cross-industrie » est en train de révolutionner la façon dont les composants structuraux d’aéronefs sont fabriqués. Auparavant, cette pièce en aluminium était en partie fraisée ; maintenant, elle est imprimée en une seule fois en titane et pèse 30% de moins.

L’approche « construction légère » vise à aider les compagnies aériennes à rendre leurs avions plus économique soit pour réduire leur consommation de carburant, soit pour augmenter la charge à bord.

Peter Sander, directeur des technologies émergentes et des concepts chez Airbus, à Hambourg déclare que  «Auparavant, le développement d’un composant nécessitait 6 mois, maintenant, nous sommes passé à 1 mois. »

D’autre part, le fraisage des pièces d’aéronefs générait jusqu’à 95% de déchets. Avec la fusion laser, l’utilisateur reçoit des composants avec des « contours quasi-définitifs, » et le processus ne produit que 5% de déchets. « Le LaserCUSING est une technologie verte « , d’après Frank Herzog, président de Concept Laser GmbH, « qui améliore l’empreinte environnementale. D’une manière générale, la production par fusion laser a un effet positif sur les coûts de fabrication pour les petites quantités unitaires. »

Peter Sander explique que : « considérer la taille des lots à fabriquer est essentiel dans la construction aéronautique« . La fabrication additive élimine non seulement les coûts d’investissement pour les outils, mais offre également une plus grande liberté de conception.

De cette façon des canaux intérieurs, par exemple, peuvent être produit directement dans les pièces pour le refroidissement. « Je vois un grand potentiel en particulier pour les composants structuraux avec des dimensions allant jusqu’à un mètre, ainsi que pour les composants du moteur » affirme le Professeur Dr.-Ing. Emmelmann.

Dans l’avenir, il sera possible de fabriquer des pièces de rechange « sur demande » dans les bureaux décentralisés et sans outillage. En cas de défaillance d’un composant, la pièce de rechange pourra être produite directement là où c’est nécessaire. Un engagement de réduction du capital augmente la flexibilité et surtout le temps nécessaire pour obtenir des composants de sécurité. Cela est particulièrement attrayant étant donné les pressions sur les coûts dans l’industrie de l’aviation.

Des réseaux de productions décentralisées peuvent être formés pour réduire les distances de transport et, surtout, les délais de livraison. En conséquence, les temps d’arrêts liés à la maintenance et les temps d’inspection de l’avion seront réduits.

La fusion laser de métaux permet d’obtenir des structures poreuses semblables à l’os. « Les futures parties d’avions auront donc un « look » bionique » croit le professeur Dr.-Ing. Emmelmann.

Pendant des millions d’années la nature a développé des principes fonctionnels et légers qui minimisent la quantité de ressources nécessaires de façon intelligente. Airbus est en train d’analyser les solutions trouvées dans la nature pour développer, grâce à la fabrication additive, des applications pour l’aviation.

A quoi ressembleront nos futurs avions ? Une idée ?

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    Un Commentaire

  1. […] de la société Airbus. Après avoir fabriqué un avion, imprimé une moto en aluminium, fabriqué des pièces pour équiper ses avions de lignes, etc., le leader français de l’aéronautique continue sur la voie de l’innovation en utilisant […]

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