Le principal fabricant d’imprimantes 3D EOS s’est associé à Hyperganic, un spécialiste des logiciels de conception technique, dans le but d’améliorer la conception et les performances des composants aérospatiaux imprimés en 3D.

Dans le cadre de ce partenariat, les entreprises intégreront Hyperganic Core, le logiciel d’ingénierie algorithmique basé sur l’IA d’Hyperganic, aux imprimantes 3D à fusion laser sur lit de poudre d’EOS.

L’ajout du logiciel permettra aux clients d’EOS de concevoir leurs composants de propulsion spatiale à l’aide de modèles algorithmiques, en contournant complètement le processus de conception de pièces traditionnel. La transition devrait grandement rationaliser le flux de travail de conception, permettant de générer des géométries de pièces par calcul en quelques minutes, avec des performances optimisées pour démarrer.

Les entreprises ont déjà utilisé Hyperganic Core pour concevoir un moteur de fusée complet, qui a été imprimé en 3D sur une machine EOS.

Le Dr Hans Langer, fondateur d’EOS, a déclaré : « En tant qu’innovateur constant et pionnier, nous nous associons maintenant à Hyperganic pour introduire un autre changement de paradigme dans la FA. Il s’agit d’un changement de conception qui élargit les espaces de solutions ainsi que les niveaux de performance, tout en révolutionnant le processus de conception de la FA, faisant de la FA une approche véritablement numérique, de l’ingénierie algorithmique générée par logiciel à la fabrication numérique.

Un moteur de fusée aérospike imprimé en 3D conçu à l’aide de Hyperganic Core. Photo via EOS.

La prochaine étape dans la liberté de conception

La technologie de fabrication additive nous offre un niveau de liberté de conception qui était auparavant impossible en utilisant uniquement les processus de production traditionnels. Avec l’essor de l’impression 3D, nous pouvons désormais fabriquer des canaux de refroidissement internes complexes, des structures en treillis et des géométries à parois minces.

Cependant, les logiciels de CAO conventionnels, bien qu’ils aient parcouru un long chemin depuis le XXe siècle, ne suffisent pas pour concevoir de telles structures. Il permet aux ingénieurs et aux concepteurs de traduire efficacement leurs idées en une pièce, une structure ou un assemblage productible, mais les formes complexes inspirées de la nature sont encore difficiles à imiter. Même de petites modifications apportées aux conceptions peuvent nécessiter un remodelage manuel approfondi, chaque itération de conception augmentant le coût d’un projet.

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Pour résoudre ces problèmes, l’industrie de l’impression 3D dispose désormais de programmes de conception générative et d’optimisation de la topologie. Ces produits conçoivent de manière algorithmique des pièces basées sur des paramètres prédéfinis et l’application d’utilisation finale à l’esprit, externalisant une grande partie du gros du travail vers les transistors d’un CPU.

Lin Kayser, PDG d’Hyperganic, a déclaré : « Nous sommes ravis de nous associer à EOS dans le cadre de cette première collaboration dans l’industrie. L’ingénierie algorithmique traduit les idées en conceptions en quelques minutes, l’ingénieur définissant les règles et l’ordinateur générant les résultats. Plus précisément, le domaine de la propulsion spatiale, qui utilise encore des conceptions très conservatrices, bénéficiera grandement de l’ingénierie algorithmique.

Un moteur de fusée Aerospike imprimé en 3D

Hyperganic Core a déjà prouvé sa polyvalence sur le terrain, lorsque le logiciel a été utilisé pour concevoir par ordinateur un moteur de fusée aérospike à partir de zéro. Les Aerospikes sont considérés comme une merveille d’ingénierie et sont connus pour maintenir leur efficacité aérodynamique dans une grande variété d’altitudes.

En quelques jours seulement, Hyperganic Core a produit des centaines de conceptions viables, dont l’une a été imprimée en 3D sur un système EOS M 400-4. La partie monolithique a été imprimée en Inconel 718 sans aucune structure de support.

Les entreprises ont ensuite utilisé les algorithmes d’intelligence artificielle pour reconcevoir automatiquement la pièce à imprimer en 3D sur un système AMCM M 4K beaucoup plus grand. Cette fois-ci, le moteur a été imprimé à l’aide de CuCrZr, un alliage de cuivre durci par précipitation.

Gros plan du moteur de fusée imprimé en 3D.  Photo via EOS.
Gros plan du moteur de fusée imprimé en 3D. Photo via EOS.

La fabrication additive prend de plus en plus d’importance dans le secteur aérospatial. Le mois dernier, la société aérospatiale privée américaine Launcher a franchi avec succès une autre étape de test pour son moteur de fusée liquide E-2 imprimé en 3D au centre spatial Stennis de la NASA. Le moteur-fusée de l’entreprise a atteint pour la première fois la poussée, la pression et le rapport de mélange comburant/carburant nominaux, et aurait été en « parfait état » après 40 secondes de tir d’essai.

Ailleurs, la NASA a récemment développé un tout nouvel alliage d’impression 3D métallique spécialement conçu pour être utilisé dans les systèmes aérospatiaux hautes performances. Alliant résistance et durabilité, le GRX-810 est un exemple d’alliage renforcé par dispersion d’oxyde (ODS) qui peut résister à des températures supérieures à 1090°C (2000°F). La NASA a l’intention d’utiliser sa dernière innovation pour imprimer en 3D des composants à haute température tels que les chambres de combustion des moteurs à turbine.

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L’image en vedette montre un moteur de fusée aérospike imprimé en 3D conçu à l’aide de Hyperganic Core. Photo via EOS.