De la numérisation, de la conception et de la simulation à la fabrication, l’inspection et la gestion, 3D Systems offre une gamme de technologies offrant un flux de travail transparent et personnalisable conçu pour optimiser les produits et les processus tout en accélérant les résultats.
En 1983, 3D Systems a introduit au monde l’impression 3D avec le premier système SLA (stéréolithographie). Depuis lors, l’entreprise a façonné l’industrie de l’impression 3D grâce à ses nombreuses innovations technologiques et à ses partenariats, ce qui a eu un impact sur un large éventail d’applications – de l’aérospatiale et de l’automobile aux produits de consommation.
Kay-O Kissling, Sales Manager Aerospace – EMEA chez 3D Systems, a partagé l’expérience de l’entreprise dans l’impression 3D métal dans le secteur aérospatial dans le dossier du numéro de juin de 3D Adept Mag. Découvrez l’interview complète dans cette Opinion de la Semaine.
Quelle est la contribution de l’impression 3D à l’industrie aéronautique ?
L’impression 3D contribue dans le secteur aérospatial à 2 niveaux principaux :
– Tout d’abord, il y a la partie avion en elle-même. En tirant parti d’un concept appelé DfAM – Conception pour la fabrication additive – l’impression 3D peut améliorer la performance des pièces – y compris la réduction du poids de la pièce qui est très critique dans l’aérospatiale – grâce à l’innovation en matière de conception. Avec DfAM, l’ingénieur conçoit une pièce en fonction des fonctionnalités souhaitées. Avec la fabrication conventionnelle, l’ingénieur conçoit la pièce en fonction de ce qui peut être fabriqué. C’est la différence cruciale entre la fabrication additive et conventionnelle. L’impression 3D permet également la personnalisation des pièces (importante pour l’image de marque ainsi qu’une production rentable à faible volume) et le nombre réduit de pièces – ce qui signifie qu’un assemblage de pièces peut comporter 5 pièces au lieu de 20 – toujours en raison de DfAM.
– Une autre contribution majeure est apportée à la chaîne d’approvisionnement. L’aviation commerciale a une chaîne d’approvisionnement très diversifiée et complexe avec des millions de pièces entrant dans un avion et des centaines de fournisseurs impliqués. L’impression 3D offre la possibilité de réduire la complexité de la chaîne d’approvisionnement (plus de transparence) et de réduire les délais de mise sur le marché … L’impression 3D pour la production de pièces élimine le besoin d’outils longs, coûts, tout en assurant une livraison à temps. Il offre également une solution de secours potentielle à la fabrication traditionnelle. Supposons que la livraison d’un avion soit retardée parce qu’un fournisseur n’a pas produit sa pièce à temps. Dans ce cas, la pièce peut être imprimée en 3D, ce qui prend généralement moins de temps car aucun outil n’est requis. De plus, grâce à la fabrication distribuée, il est possible d’imprimer la pièce manquante en 3D plus près de l’emplacement de l’assemblage final de l’avion, ce qui réduit encore le temps d’expédition et de transport.
Y a-t-il des différences dans l’utilisation de la fabrication additive dans les secteurs de l’automobile et de l’aéronautique ?
L’une des principales différences est que dans le secteur automobile, la fabrication additive est davantage utilisée pour le prototypage et la vérification des conceptions de pièces pour l’ajustement, la forme et la fonction. La légèreté des pièces est également importante pour une meilleure économie de carburant, mais dans l’aéronautique, l’allègement est encore plus crucial. Les volumes de production sont évidemment très différents – les avions sont produits en nombre relativement faible, ce qui fait de l’industrie un candidat idéal pour l’impression 3D.
La dernière différence clé réside dans la complexité de la documentation. Le secteur aéronautique est plus documenté que toute autre industrie. Toutes les pièces et tous les matériaux doivent être certifiés et traçables par les autorités aéronautiques. Les processus de qualification et de certification sont les principaux défis de ce secteur. Une traçabilité complète – de la matière première à la partie finale de l’avion – est un must absolu.
En parlant d’un exemple spécifique de la fabrication additive métallique d’une pièce, quels sont les avantages et les inconvénients par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles ?
Comme mentionné précédemment, les principaux avantages sont la réduction de poids, la performance des pièces et la consolidation des pièces – activées par DfAM …
En ce qui concerne les inconvénients, en termes de faisabilité, l’impression 3D est optimisée pour des volumes faibles à modérés. Il ne serait pas logique de produire des dizaines de milliers de pièces avec l’impression 3D en métal. En outre, si vous concevez une pièce très basique, l’impression 3D n’est peut-être pas votre meilleur choix. Cependant, si vous voulez améliorer la fonctionnalité des pièces et augmenter la complexité géométrique de la pièce, c’est là que l’impression 3D ajoute vraiment de la valeur. Encore une fois, cela vous permet de sortir des sentiers battus.
Les pièces imprimées en 3D ont-elles les mêmes caractéristiques que les pièces fabriquées avec des techniques traditionnelles ?
Les pièces métalliques imprimées en 3D ont généralement la même densité, les mêmes propriétés isotropes et la même qualité de surface que les pièces CNC. Dans les deux cas, les pièces doivent subir les mêmes processus de sous-usinage traditionnels. Cependant, avec le DfAM, les pièces peuvent être produites pour nécessiter moins de post-traitement, c’est-à-dire avec des tolérances plus grandes.
Quelles seraient les limites de la fabrication additive dans le secteur aéronautique en termes de matériaux ?
Tout d’abord, il convient de noter que 3D Systems offre la possibilité de fabriquer des pièces en Titane, Acier inoxydable, Cobalt-Chrome, Alliage d’aluminium, Acier Maraging, Nickel et Super Alliage.
Le marché aérospatial est assez lent à adopter de nouveaux matériaux.
Comment percevez-vous le marché de la fabrication d’additifs métalliques à long terme ?
Pour l’aéronautique, il nous reste encore quelques années pour une adoption massive. À l’heure actuelle, les industries que nous considérons comme les plus importantes sont les fusées spatiales, les satellites, etc., et la production à faible volume de pièces d’intérieur d’aéronefs.
Nous commençons également à voir une adoption accrue dans les secteurs militaire et de défense où la certification est moins stricte que l’aviation commerciale.
Votre dernier mot ?
Les entreprises clés qui façonnent l’avenir dans le secteur aérospatial doivent être capables de couvrir toute la chaîne de valeur avec des solutions de bout en bout, mais également de personnaliser les solutions en fonction des besoins du client : logiciels, matériaux, imprimantes 3D, expertise en ingénierie, partenariats, et plus. 3D Systems peut aider les clients à chaque étape du processus de conception et de production et les aider à comprendre les différentes caractéristiques des différentes technologies.
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