Les 5 principales utilisations de la fabrication additive dans les industries de l'aérospatiale et de la défense

La fabrication additive peut être utilisée dans d'innombrables industries et applications, allant de la fabrication de prototypes à petite échelle à la production de moteurs de fusée raffinés. Si vous hésitez encore à incorporer des technologies de fabrication additive dans vos opérations de fabrication, réfléchissez à ses nombreux avantages et applications pionnières dans les secteurs de l'aérospatiale et de la défense.

Liens rapides :

• Qu'est-ce que la fabrication additive ?
• Avantages de la fabrication additive
• Utilisations aérospatiales pour la fabrication additive
• Utilisations militaires et de défense pour l'impression 3D
• Vous souhaitez en savoir plus sur les avantages de la fabrication additive ?

Qu'est-ce que la fabrication additive ?

La fabrication additive, également connue sous le nom d'impression 3D, est le processus de création d'un objet en trois dimensions à partir d'un modèle numérique 3D ou CAO. Comme son nom l'indique, la fabrication additive fonctionne en ajoutant des matériaux couche par couche pour construire un objet. Ces matériaux peuvent inclure des poudres métalliques, du plastique ou des céramiques. La fabrication additive peut augmenter, et dans certains cas, remplacer totalement les méthodes traditionnelles de création d'objets comme l'usinage, la découpe, le tournage, le façonnage, le fraisage et d'autres processus de fabrication « soustractifs ».

Lors du processus de fabrication additive, un objet est conçu à l'aide d'un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ou en prenant un scan de l'objet qui sera imprimé. Le logiciel peut traduire le scan en un cadre précis pour que la machine d'impression 3D suive couche par couche.

Avantages de la fabrication additive

Il existe une pléthore d'avantages inhérents à l'utilisation de la fabrication additive, notamment :

Coûts de développement réduits

La technologie de fabrication avancée a le stéréotype d'être quelque peu chère, en raison de son coût initial ; cependant, les coûts de développement réduits à long terme génèrent des économies d'argent. L'un des principaux avantages de l'impression 3D est la réduction du coût de la main-d'œuvre. Hormis le post-traitement, la plupart des imprimantes sont autonomes et n'ont pratiquement pas besoin de l'aide d'un opérateur. Par conséquent, les coûts de main-d'œuvre associés au processus de fabrication additive sont pratiquement inexistants par rapport aux processus de fabrication traditionnels qui peuvent nécessiter des opérateurs hautement qualifiés.

De plus, la fabrication additive à faible volume est compétitive en termes de coût par rapport à la fabrication traditionnelle. Il est souvent beaucoup moins coûteux d'imprimer un prototype en 3D que de le produire à l'aide d'autres méthodes de fabrication, telles que le moulage par injection (pensez au délai et au coût de la matrice), le fraisage et l'usinage.

Réduction des déchets de produits

En concevant des ébauches dans un programme informatique et en les envoyant ensuite à l'impression, le temps de créer et de produire de nouvelles conceptions est considérablement raccourci avec moins de déchets ; ce processus numérique à numérique supprime les étapes intermédiaires supplémentaires du prototypage traditionnel qui peuvent entraîner des déchets matériels. Selon le matériau utilisé, cette réduction peut également entraîner une réduction significative des coûts, par ex. si le matériau requis est du titane.

De plus, l'impression 3D a accéléré les délais d'exécution :avec la possibilité de créer des itérations rapides, l'impression 3D identifie les problèmes d'ingénierie et de conception qui peuvent avoir pris des semaines, voire des mois, à découvrir dans la fabrication traditionnelle. Étant donné que la fabrication additive permet la création de conceptions complexes qui sont normalement trop difficiles ou trop coûteuses à fabriquer, le développement de processus peut être accompli plus rapidement que les processus de fabrication traditionnels. Cela signifie que plus de temps et d'argent peuvent être utilisés d'autres manières. Dans l'ensemble, la fabrication additive offre un processus de conception plus efficace et efficient avec moins de déchets et des dépenses réduites.

Prototypage vraiment avancé

Avec la fabrication additive, vous pouvez concevoir et produire un prototype sur une imprimante 3D en quelques heures, pas des semaines ! Plutôt que de concevoir pour la fabrication, vous pouvez désormais fabriquer pour l'utilité et l'utilisation. De plus, des pièces peuvent être produites pour répondre spécifiquement aux spécifications complexes des clients ; cela change la donne pour le prototypage.

La fabrication additive signifie que vous pouvez désormais produire rapidement des maquettes d'un nouveau produit et produire une pièce pour répondre à un créneau de marché spécifique, ce qui pourrait conduire à la production de produits à marge bénéficiaire élevée. Le processus de fabrication global est encore rationalisé avec l'incorporation de la fabrication additive du début à la fin.

Utilisations aérospatiales pour la fabrication additive

Compte tenu des avantages de la fabrication additive, il est logique qu'une telle technologie soit appliquée à des utilisations dans l'industrie aérospatiale. Ces tendances incluent :

Construire des corps de fusée

Relativity Space est une entreprise américaine de fabrication aérospatiale dont le siège est à Los Angeles, en Californie, qui se concentre sur le développement de technologies de fabrication, de lanceurs et de moteurs de fusée pour les services commerciaux de lancement orbital. Leur usine de fabrication Stargate abrite les plus grandes imprimantes 3D métalliques au monde et utilise un dépôt d'énergie dirigé et des alliages brevetés pour fabriquer les corps de leurs fusées.

L'impression 3D leur permet de concevoir rapidement des composants intégrés qui réduisent le nombre de pièces par 100 par rapport aux lanceurs traditionnels. Cela permet également d'économiser du poids et d'améliorer la fiabilité, deux éléments extrêmement importants pour l'économie du lancement dans l'espace.

Construire des moteurs de fusée

Rocket Lab est un fabricant aérospatial public américain et un fournisseur de services de lancement de petits satellites. Leur moteur de fusée Rutherford a été testé pour la première fois fin 2016, et depuis lors, plus de 200 de ces modèles révolutionnaires ont été produits.

Les chambres de combustion de ce moteur particulier, les injecteurs, les pompes et les soupapes de propulsion principales sont toutes imprimées en 3D par fusion par faisceau d'électrons. Le moteur qui en résulte est simple, fiable et léger (seulement 35 kg ou 77 lb), ce qui le rend idéal pour les lancements à faible coût dans l'espace. Et au-delà de l'atmosphère terrestre, leurs nouveaux propulseurs Curie et HyperCurie sont construits selon les mêmes principes.

Avancement des uniformes des astronautes

La fabrication additive n'est pas seulement utilisée pour la fusée physique; cette technologie peut également être utilisée pour produire des uniformes d'astronautes avancés et raffinés. Lorsque SpaceX a envoyé des humains dans l'espace, les uniformes de leur équipage ont été partiellement fabriqués avec la fabrication additive.

Bien que la société ait gardé confidentiels les détails d'une grande partie de la technologie sous-jacente, un porte-parole a noté que "le casque est fabriqué sur mesure à l'aide de la technologie d'impression 3D et comprend des valves intégrées, des mécanismes de rétraction et de verrouillage de la visière et des microphones dans la structure du casque". P>

Utilisations militaires et de défense pour l'impression 3D

Des progrès sont également réalisés dans l'industrie de la défense avec la fabrication additive, notamment :

Projet de coque sans joint

En avril, l'armée américaine a signé un contrat pour son « Jointless Hull Project », qui a pour objectif ambitieux de développer une imprimante 3D en métal si grande qu'elle peut créer un extérieur de camion militaire en une seule pièce géante. La mission est de développer un outil à grande échelle capable de produire des coques de véhicules de combat simples et sans joint d'une taille nette proche de 30 pi sur 20 pi sur 12 pi.

Missions de déminage

​​L'US Marine Corps a réussi à tirer parti de la fabrication additive pour faciliter sa mission de déminage en imprimant en 3D un capuchon pour un moteur-fusée utilisé pour faire exploser une charge de ligne de déminage M58 (MICLIC).

Le MICLIC est une charge explosive en ligne projetée par fusée qui se fraye un chemin à travers les champs de mines et autres obstacles sur le champ de bataille. L'utilisation de la fabrication additive pour produire le capuchon a permis aux Marines de surmonter les inconvénients coûteux et chronophages des techniques de fabrication traditionnelles et de fournir une méthode plus efficace pour produire la pièce. La coiffe a été imprimée en 3D en acier inoxydable avant d'être testée au Yuma Proving Ground en Arizona. Au cours de l'événement test, le casque imprimé en 3D a été installé sur un moteur-fusée qui a été utilisé pour faire exploser avec succès une charge de ligne de déminage.

Vous souhaitez en savoir plus sur les avantages de la fabrication additive ?

La fabrication additive change la donne pour les fabricants de toutes tailles. Cela peut leur permettre de créer des produits plus rapidement et à moindre coût, avec moins de déchets de production et une meilleure précision. Lorsque vous regardez la situation dans son ensemble, AM change également la vie des Américains de tous les jours, des percées médicales à des transports et des routes plus sûrs.

Commencez à développer votre entreprise dès aujourd'hui grâce à la fabrication additive et si vous ne savez pas par où commencer, contactez nos experts dès aujourd'hui ! CMTC est là pour aider à guider les petits et moyens fabricants vers des solutions qui peuvent avoir un impact sur leur entreprise pour une croissance durable et percutante.