L’éditeur de logiciels PTC a démontré les capacités de DfAM en présentant un moteur à réaction entièrement imprimé en 3D lors de son premier événement LiveWorx 2023. Conçu à l’aide de son logiciel de CAO Creo, le moteur à réaction en Inconel imprimé en 3D pèse environ 3,6 kg ; il s’agit d’un assemblage unique et complet, comprenant tous les composants rotatifs et fixes.
La conception et l’impression d’un microréacteur entièrement autoporté, y compris la turbine de 50 000 tours/minute, qui ne nécessite aucun assemblage, représentent une avancée significative dans la conception pour la fabrication additive. Après tout, un moteur à réaction est l’un des éléments les plus puissants et les plus complexes qui soient, compte tenu des performances requises pour son fonctionnement et de la complexité de ses composants, dont beaucoup tournent ou se déplacent d’une manière ou d’une autre. Mais nous avons passé ces dernières années à améliorer nos capacités de conception de base dans Creo et la possibilité de transférer des conceptions sophistiquées directement dans un environnement d’impression 3D, explique l’entreprise.
Ce point de référence pour la fabrication additive pourrait avoir des répercussions importantes sur l’industrie aérospatiale et sur la façon dont nous envisageons la fabrication de ce type de microréacteurs. Aujourd’hui, ces moteurs nécessitent des processus d’assemblage complexes de nombreuses pièces coûteuses, ce qui place les clients directement dans la ligne de mire des dépendances de la chaîne d’approvisionnement, de la disponibilité limitée et de la nécessité pour leurs fabricants de disposer de l’expertise adéquate pour réaliser les assemblages. Avec la fabrication additive, il n’y a pas de processus d’assemblage et il est possible de réduire considérablement le nombre de composants utilisés et l’outillage nécessaire à la production. Cela permet de réduire les coûts, de limiter les besoins à une imprimante 3D métal et d’ouvrir la possibilité d’une fabrication à la demande, directement sur le site du client.
Le projet de moteur à réaction a été conçu par Ronen Ben Horin, vice-président de la technologie chez PTC et chercheur principal au Technion – Israel Institute of Technology, et Beni Cukurel, professeur agrégé d’aérospatiale au Technion. Tous deux ont réuni de nombreuses années de recherche scientifique approfondie dans le domaine de la propulsion par réaction et d’expertise en ingénierie dans la conception de moteurs avancés et la conception pour la fabrication additive.
Lorsque nous avons parlé de cette réalisation avec Beni, il a reconnu qu’il s’agissait d’un accomplissement gratifiant pour lui et Ronen, l’aboutissement de nombreuses années de recherche tout en restant à la pointe des progrès de la technologie connexe. Il est heureux de constater que leurs connaissances et leur expérience approfondies dans le domaine de la propulsion par réaction pourraient désormais déboucher sur une méthode commercialement viable de production de ce type de microréacteurs. Il a également remercié Creo d’être un système d’ingénierie puissant capable de soutenir leur vision et ce niveau d’innovation, PTC explique.
De nombreuses capacités de conception avancée de Creo ont été utilisées pour l’assemblage du moteur à réaction, notamment :
– Conception légère : Creo permet une modélisation en treillis sophistiquée et une conception générative pour la réduction des matériaux et du poids, tout en conservant la même résistance et les mêmes performances que les conceptions plus matérielles et plus lourdes.
– Géométries autoportantes pour l’impression 3D : Les treillis basés sur des poutres dans Creo optimisent automatiquement les conceptions pour l’imprimabilité. Creo prend également en charge les treillis autoportants basés sur des formules qui peuvent être associés à des contrôles d’imprimabilité et à des modificateurs pour ajuster la conception en vue d’une impression efficace.
– Interopérabilité des équipements d’impression 3D : Creo est compatible avec la plupart des équipements d’impression 3D pour l’impression et le post-traitement. La conception de composants 3D dans Creo est essentielle pour réaliser l’usinage traditionnel en vue d’un assemblage précis. Creo propose différents formats, dont le 3MF, pour envoyer des modèles 3D aux différentes technologies d’impression du marché, tout en permettant aux utilisateurs de créer facilement des modèles associatifs pour les opérations d’usinage.
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