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Aéronautique premier secteur pour la fabrication additive.

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Organisées à l’INP de Grenoble, les journées Rafam ont permis d’approfondir les technologies de fabrication additive, mais également de mieux cerner les applications potentielles sur les différents marchés industriels. L’aéronautique est l’un des premiers concernés.
Le bouillonnement que connaît actuellement la fabrication additive métal (FA) s’est traduit en juin par le rachat du constructeur français BeAM par AddUp, coentreprise créée par les groupes Michelin et Fives. Jeune pousse issue d’Irepa Laser en 2015, BeAM complète le savoir-faire en FA d’AddUp sur lit de poudre, par sa technologie de déposition directe de métal, DED.

Autre compétence hexagonale, le groupe Gorgé était présent aux journées Rafam de Grenoble, au travers d’Initial, bureau d’études annécien de Prodways Technologies, concevant et mettant en œuvre deux technologies de fusion métal (ou ALM, Additive Layer Manufacturing) : le laser (DMLS) et le faisceau d’électrons (EBM). L’industrie française rassemble ainsi ses forces pour servir un marché en pleine effervescence.

Dans ce mouvement, l’industrie aéronautique joue un rôle majeur pour plusieurs raisons techniques et économiques. Représentant déjà le premier marché de la FA, l’aéronautique explore de multiples pistes pour que la FA puisse répondre à ses besoins, mais aussi à ses contraintes.

Atouts de la fabrication additive pour l’aéro

« L’aéronautique représente 47% de notre activité », disait Jean-Pierre Wilmes, directeur du site d’AGS Fusion, d’Izernore, dans l’Ain, et intervenant aux journées Rafam. Les pièces aéronautiques de dimensions petites à moyennes sont relativement nombreuses à être candidates à la fabrication additive.
Les structures latices apportent à la fois la résistance et la légèreté recherchées pour diminuer le poids des avions, tout en assurant une sécurité optimale. On se souvient d’embouts d’accoudoirs de sièges d’avion réalisés en FA, ayant emporté un prix de l’innovation lors d’un salon allemand en 2015. Le poids de la pièce était divisé par trois.

Lors de son intervention aux journées Rafam, Claude Sarno, de la société Thales Avionics, désignait comme éligibles à la FA par ALM (lit de poudre) les sondes Pitot, plusieurs supports d’antennes et systèmes de contrôle, des pièces de refroidissement et, plus généralement, certaines structures en nid d’abeilles utilisées dans l’aéronautique, la défense et l’aérospatiale. Des prototypes de certaines pièces moteurs sont également en cours d’études pour leur fabrication par technique additive.

La maintenance et la réparation de composants de dimensions plus importantes est également possible, grâce à la technologie DED mise en œuvre par BeAM.

En citant un gain sur les coûts de fabrication de 25% sur les sondes Pitot, Claude Sarno disait : « La fabrication additive métal peut apporter des avantages significatifs aux produits avioniques, à condition de les concevoir en tenant compte des avantages de la FA, qui permet d’intégrer plusieurs fonctions dans une même pièce. » Outre la conception, d’autres verrous sont à lever et de nombreux universitaires et industriels s’y attachent.

 

Les projets de validation en cours

Une première nécessité réside dans la qualification et la certification obligatoires des procédés pour permettre la fabrication de pièces aéronautiques et aérospatiales en série. C’est l’objet du projet Corac/Kalm. Le Conseil pour la recherche aéronautique civile mène depuis près de 10 ans, un effort concerté et exemplaire de toute la filière (industrie et services de l’Etat) pour préparer les technologies essentielles à la compétitivité de l’industrie aéronautique civile. Airbus A350, moteur Leap, hélicoptère H160 sont quelques exemples de produits emblématiques embarquant des technologies issues des travaux du Corac.

La fabrication additive fait aujourd’hui partie de ces recherches. Avec le projet Corac/Topmodel, la FA devrait pouvoir s’intégrer également dans l’usine numérique et connectée. Une autre étape consiste à travailler sur la productivité des machines et le contrôle des procédés, tout en développant les filières de fabrication. C’est l’objet du projet ALMEE (FUI23) en cours avec les sociétés 3DS et AddUp. Entrant dans le détail, le projet Amande vise à étudier la fissuration à chaud des pièces produites en FA. Il rejoint les études exposées par le laboratoire Symap de l’INP de Grenoble, lors des journées Rafam. La reproductibilité des pièces obtenues par FA constitue effectivement une préoccupation majeure, impliquant un contrôle continu du procédé de fusion de la poudre métallique.
Rassemblant la communauté universitaire, scientifique et industrielle, les journées Rafam ont permis de faire un point sur les avancées des diverses technologies de la fabrication additive métal. Celles-ci ne vont pas remplacer les divers usinages et mises en forme des matériaux propres à l’aéronautique, mais les compléter. Elles vont prendre une place croissante dans la création de composants multifonctionnels, la réparation et la maintenance aéronautique. Dans cette mutation, l’industrie hexagonale dispose d’atouts certains.

( machinesproduction 6/7/18 )

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