Avantages Clés du Prototypage Rapide en Ingénierie Aérospatiale

Le prototypage rapide désigne un ensemble de procédés qui permettent de fabriquer facilement un objet tridimensionnel en prototype, directement depuis un fichier CAO par dépôt additif de couches transversales successives de la pièce. Introduit à la fin des années 1980. Le RP peut être défini comme un groupe de procédés utilisés pour fabriquer facilement un modèle physique fonctionnel d'une pièce. Aujourd'hui, il est crucial pour guider un produit du concept au marché facilement et à faible coût. Le prototypage rapide a été appliqué dans l'industrie aéronautique avec des implications profondes.

Le besoin de prototypage rapide aérospatial

De nos jours, le secteur aérospatial fait face à des contraintes budgétaires et est entièrement piloté par les coûts. Le ratio « buy-to-fly » (achat-vol) est généralement faible, autour de 10 à 20 % dans le monde. Cela désigne le ratio de poids entre les matières premières utilisées pour un composant et le poids du composant lui-même. L'augmentation du secteur aérospatial devrait s'accélérer drastiquement dans les deux prochaines décennies. Cela étendra le marché lucratif pour l'application de la fabrication additive des applications de défense vers l'aviation commerciale. La demande de designs plus innovants couplée à des contraintes budgétaires croissantes les a poussés à explorer des technologies alternatives de conception et fabrication. De nombreuses entreprises aéronautiques travaillent actuellement sur divers procédés de prototypage.

Les avantages du prototypage

1. Économie de qualité (Low-quality economy — terme technique désignant la réduction des coûts sans sacrifier la qualité)
2. Liberté de conception (Design freedom)
3. Efficacité matière (Material efficiency)
4. Production prévisible (Predictable production)
5. Assemblage réduit (Reduced assembly)

Caractéristiques du prototypage aérospatial

• Faibles volumes de production — le développement aéronautique a été coûteux à cause de l'amortissement inefficace des coûts d'outillage sur le volume de production. De telles dépenses en prototypage rapide peuvent être minimisées.
• Itérations de conception constantes — grand nombre d'itérations en design signifie que le prototypage rapide économise temps et coûts.
• Complexité géométrique — l'industrie aéronautique produit des géométries de pièces complexes. C'est un défi pour le concepteur d'assembler les pièces par des moyens traditionnels plus qu'en fabrication rapide.
• Tests de nouveaux matériaux — la fabrication rapide peut traiter plus facilement des matériaux exotiques. Elle permet aussi le prototypage et de petits essais de nouveaux matériaux sans investir dans l'outillage.

En conclusion, la technologie RP a contribué à presque tous les domaines d'ingénierie : mécanique, électrique et électronique, matériaux, aérospatial et surtout biomédical. Le secteur aérospatial a adopté tous les procédés et fonctions ; du concept de design à la fin de vie (réparations). Le prototypage rapide est utilisé pour raccourcir le cycle de développement produit de façon rentable et est une méthode idéale dans l'industrie aérospatiale.