Enjeux de l’utilisation de la fabrication additive pour le secteur de l’aéronautique
Les industriels font constamment face à de nouveaux challenges. Ils se confrontent à de nombreux défis que ce soit en matière de coûts de production, de sécurité, de gain de temps et d’amélioration des conditions de travail des employés, en passant par les enjeux environnementaux inhérents à la société dans laquelle ils évoluent.
La remise en question de leurs productions doit être constante, afin qu’ils puissent rester à la pointe des innovations technologiques. Le secteur de l’aéronautique compte parmi les secteurs les plus exigeants : les composants utilisés doivent être solides et pouvoir résister à différents environnements, ils doivent être légers et polluer le moins possible, le tout en garantissant la sécurité la plus maximale.
Cet ensemble de paramètres pousse donc les industriels de l’aéronautique à utiliser de nouvelles méthodes toutes plus innovantes les unes que les autres. Parmi celles-ci figure le recours à la fabrication additive (ou impression 3D) qui peut réduire les coûts, les délais et l’utilisation des matériaux tout en maintenant des normes de qualité élevées et en améliorant les performances des produits.
Toutefois, il reste encore des obstacles importants à surmonter avant que la fabrication additive puisse être largement adoptée dans le secteur aéronautique. Le principal d’entre eux est de s’assurer que des exigences de sécurité strictes sont respectées pendant la production et que toutes les pièces sont conformes aux normes réglementées par l’industrie. Un processus de production accéléré peut nécessiter des investissements initiaux plus importants dans l’équipement et la formation du personnel sur la manière de l’utiliser en toute sécurité.
Les technologies de fabrication additive doivent être validées pour s’assurer qu’elles répondent aux exigences réglementaires tout en étant rentables par rapport aux processus traditionnels. Tous ces facteurs font que pour pouvoir intégrer avec succès la fabrication additive, ces industriels se doivent de rester extrêmement vigilants et évidemment de respecter toutes les normes de sécurité en vigueur. La fabrication additive pour le secteur de l’aéronautique est sans aucun doute une technologie prometteuse, toujours prête à répondre aux besoins évolutifs des industriels du domaine.
Avantages de l’impression 3D dans le domaine de l’aviation
Le secteur de l’industrie aéronautique est un domaine exigeant qui nécessite une production rigoureuse et le plus grand respect des normes en vigueur. La fabrication additive présente de nombreux avantages pour le secteur de l’aéronautique.
Création de composants légers
L’industrie aérospatiale doit constamment faire face à l’un des dépenses les plus importantes de sa production : celle en carburant. En plus de polluer l’environnement, il est de plus en plus onéreux. Pour réduire considérablement cette dépense, il faut donc fabriquer des pièces plus légères. Les procédés de fabrication traditionnels (ou fabrication soustractive) rencontrent des limites en matière de réduction du poids des composants, là où la fabrication additive donne d’excellents résultats autant dans la structure que dans la durabilité de ces derniers.
L’utilisation de la fabrication additive permet non seulement de réduire le poids d’un châssis de 25 %, mais aussi d’améliorer son intégrité structurelle sans avoir recours à des fixations telles que des vis et des boulons. En somme, en plus de réduire le poids des composants et de facto la consommation en carburant, l’impression 3D permet d’augmenter la résistance des composants de l’avion.
Construction de pièces à géométrie complexe
Les composants aérospatiaux exigent des conceptions géométriques très complexes pour s’adapter aux espaces les plus étroits, qu’il s’agisse de pièces d’hélicoptères ou de moteurs à turbine. Au lieu de fabriquer des pièces individuelles complexes et de les assembler à la fin, les ingénieurs concepteurs peuvent désormais utiliser l’impression 3D pour créer un modèle entier avec des composants internes, sans nécessiter d’assemblage supplémentaire.
Ce processus est si efficace qu’il peut même être utilisé pour la fabrication additive dans les avions à moteur. À partir des données CAO (conception assistée par ordinateur) d’impression, une imprimante 3D produit une seule pièce dont les géométries complexes et les dimensions intérieures sont entièrement incluses.
Grâce à la fabrication additive, des pièces complexes peuvent être produites en peu de temps et avec un minimum d’efforts, tout en utilisant une grande variété de matériaux tels que le métal et la fibre de carbone.
Prototypage plus rapide et efficace
Les ingénieurs aéronautiques peuvent créer et tester des prototypes rapidement grâce à l’impression 3D, ce qui leur permet d’éviter les moules de conception et l’externalisation de la production associés aux processus de fabrication traditionnels.
Cet avantage d’une mise sur le marché plus rapide donne aux entreprises du secteur aéronautique un net avantage sur leurs rivales dans leur course commune à la domination du marché.
Augmentation de la résistance interne des pièces
Lorsque de petits composants s’assemblent pour former un objet plus grand, la résistance globale de la structure peut en être affectée. Toutefois, grâce à la fabrication additive, les ingénieurs concepteurs sont en mesure de créer des pièces entières sans joints pouvant affaiblir la structure, qu’il s’agisse de centres creux ou de composants intérieurs. En outre, la fabrication additive peut tirer pleinement parti des matériaux composites dans l’industrie aéronautique, un domaine où elle présente un avantage certain par rapport aux méthodes de production traditionnelles.
Grâce à la fabrication additive et la technique de superposition de couches, vous pouvez vous concentrer sur chaque partie du composant qui sera amené à devoir résister à différents facteurs extérieurs (pression atmosphérique, etc.). Le produit final n’en est de facto que plus résistant.
Diminution des besoins de stockage du matériel
Le secteur de l’aéronautique possède une chaîne d’approvisionnement étendue, ce qui en fait l’une des industries les plus complexes. Pour s’assurer que les pièces sont disponibles au moment voulu, de nombreuses entreprises aéronautiques conservent des stocks importants dans des entrepôts, ce qui augmente leurs frais généraux et les problèmes de logistique.
La fabrication additive est un processus rapide et efficace qui permet aux fabricants du domaine de fabriquer eux-mêmes des composants – y compris des pièces sur mesure – en beaucoup moins de temps et en dépensant moins d’argent que par le biais de la chaîne d’approvisionnement standard. Il n’est donc plus nécessaire de stocker en grande quantité.
Réduction des coûts de fabrication
En tirant parti de la fabrication additive pour le secteur de l’aéronautique, les entreprises peuvent gagner du temps et de l’argent lors de la production de prototypes.
Contrairement aux méthodes de soustraction qui génèrent jusqu’à 98 % de déchets, les techniques d’impression 3D permettent aux entreprises de générer rapidement des modèles de précision à un coût minime.
De plus, grâce à cette technologie révolutionnaire, il n’est plus nécessaire d’utiliser des moules coûteux, ce qui réduit considérablement les délais d’exécution des projets. Le principal avantage de la fabrication additive réside dans sa capacité à réduire les déchets de matériaux et, du coup, les coûts de production.
Elle engendre des dépenses préliminaires, mais celles-ci sont vite rattrapées par les économies à long terme qu’elle permet de réaliser. La fabrication additive est donc une option incroyablement rentable pour les fabricants qui cherchent à réduire leurs dépenses tout en améliorant leur efficacité.
Fabrication traditionnelle et fabrication additive pour le secteur de l’aéronautique
La fabrication additive, ou plus communément appelée impression 3D, est un processus innovant de construction d’objets couche par couche à partir d’un modèle numérique en trois dimensions. Cette technique permet de fabriquer des géométries complexes qui ne sont pas disponibles avec les types de fabrication traditionnels. Contrairement aux procédés de fabrication soustractifs ou traditionnels dans lesquels le matériau est placé dans un moule et, lorsqu’il sèche ou refroidit, se voit retirer l’excédent de matériau par la découpe, ce procédé adopte une approche totalement différente. Au lieu de retirer de la matière d’une forme préexistante, ce processus consiste à ajouter de nouveaux matériaux jusqu’à ce que la forme et la structure souhaitées soient obtenues. La fabrication additive pour le secteur de l’aéronautique répond avec succès aux défis tels la réduction des déchets, la diminution des consommations en carburant, le gain de temps ou encore la rentabilité.
Il est néanmoins important de noter que les industries aéronautiques doivent être extrêmement attentives quant à la conformité des pièces qu’elles fabriquent. La fabrication conventionnelle dispose déjà d’un processus rigoureux de spécification, ce qui n’est pas le cas de la fabrication additive. Pour garantir la précision et la qualité des pièces fabriquées par des méthodes additives, une procédure explicite doit être établie dès le début du développement de chaque projet.
L’industrie aéronautique se confronte donc à certaines difficultés dans le domaine de la fabrication additive, notamment pour s’assurer que chaque pièce produite est identique à la précédente afin de respecter les normes de production. Il est également difficile pour les fournisseurs de passer des tests et de se conformer aux réglementations, car l’impression 3D est une technologie encore relativement nouvelle, ce qui rend difficile l’impression de pièces à grande échelle. En bref, les fournisseurs du secteur de l’aéronautique doivent s’assurer que leurs produits sont à la hauteur lorsqu’ils intègrent cette méthode moderne de fabrication dans leurs process.
L’impression 3D dans l’aéronautique : un voyage réussi vers l’avenir du vol ?
La fabrication additive ou impression 3D est un concept relativement nouveau dans le secteur aéronautique, mais elle pourrait contribuer à transformer l’industrie et à la faire progresser. La fabrication additive a déjà fait ses preuves dans d’autres secteurs, et ses capacités sont également testées dans l’aérospatiale. Elle promet une plus grande complexité de conception, des composants plus légers et plus résistants, des coûts de production réduits et des délais de production plus courts.
La technologie de l’impression 3D permet de produire des pièces plus rapidement que la fabrication traditionnelle tout en conservant le même niveau d’assurance qualité. La fabrication additive offre également la possibilité de créer des composants personnalisés qui, autrement, nécessiteraient un outillage coûteux ou un travail manuel. Enfin, cette nouvelle technique réduit la pénibilité du travail vécue par les employés en améliorant l’ergonomie et en réduisant les passages d’une machine à une autre.
L’impression 3D pour le secteur de l’aéronautique offre donc une opportunité passionnante de révolutionner la façon dont les avions sont conçus, fabriqués et entretenus, les entreprises dans le domaine cherchant constamment à innover pour proposer des produits solides, résistants et sécuritaires, tout en augmentant leur rentabilité économique.
La technologie évolue et les industriels ont à cœur d’évoluer avec elle, en prenant parti des avantages qu’elle peut offrir et en produisant des matériaux toujours plus efficaces et innovants.
