L’entrepreneur italien de la défense Leonardo travaille avec la société d’ingénierie basée au Royaume-Uni SFM Technology et le fabricant d’imprimantes 3D grand format BigRep, pour imprimer en 3D les composants clés des hélicoptères AugustaWestland AW101 de la Royal Navy.
Lorsqu’ils sont stockés et transportés sur des navires, les hélicoptères replient leurs pales pour les rendre plus compacts. Un berceau de retenue des pales du rotor principal est utilisé pour stabiliser les rotors et les empêcher de battre au vent. Leonardo a constaté que leurs berceaux de retenue préexistants ne respectaient pas les normes requises et s’est tourné vers la division AeroAdditive de SFM Technology pour fournir une solution.
Grâce à des tests de résistance approfondis, SFM a constaté que les pièces imprimées en 3D fonctionnaient mieux que leurs homologues non imprimées, offrant un produit léger et solide. Ce nouveau berceau de retenue des pales du rotor principal, mesurant 900 x 230 x 160 mm, est présenté comme le premier du genre à être créé à l’aide de la technologie AM.
Utilisation de l’imprimante BigRep Pro et du matériel Hi-Temp CF
Afin de développer et de fabriquer les berceaux de retenue, SFM a choisi de tirer parti de la technologie AM de BigRep. « Nous avons examiné de nombreux aspects de l’impression 3D. Nous devons examiner le coût, l’efficacité et bien sûr la taille, ce qui nous a poussés à BigRep », a commenté Gary Wilson, responsable des ventes techniques de la division AeroAdditive de SFM.
En raison de l’échelle de production requise pour ce projet, SFM Technology a choisi d’utiliser l’imprimante 3D BigRep Pro. Cette imprimante 3D industrielle a un volume de construction de 1 mètre cube et peut produire des pièces à grande échelle pour toutes les étapes du processus de fabrication, ce qui la rend idéale pour les besoins en pièces d’utilisation finale de SFM. « Nous avons regardé le BigRep Pro comme nous devions regarder une imprimante 3D de production, ce que je pense que le BigRep Pro peut fournir », a poursuivi Wilson. « La machine est utilisée comme machine de production, de sorte que chaque berceau de retenue de pale de rotor ira à l’utilisateur final ».
Offrant un étalonnage automatisé du lit d’impression et de l’extrudeuse, le BigRep Pro a considérablement augmenté la vitesse et l’efficacité du processus de production de SFM Technology. Par exemple, 30 berceaux, composés de 60 moitiés, ont été imprimés depuis janvier, soit les trois quarts de plus que si les méthodes traditionnelles avaient été utilisées. « L’impression 3D est beaucoup plus rapide, car nous n’avons aucun ajustement à faire, ou si nous le faisons, ils sont très mineurs et peuvent être rapidement surmontés », a déclaré Wilson.
En conjonction avec l’imprimante BigRep Pro, SFM tire parti du matériau renforcé de fibre de carbone Hi-Temp CF de BigRep. Ce filament de qualité technique à haute résistance possède une température de déflexion thermique élevée de 115 ℃ et une résistance à la traction de 65 MPa. En raison de l’utilisation de ce matériau incroyablement rigide et durable, les berceaux de retenue sont censés posséder une résistance puissante à la pression externe et à l’usure. Wilson atteste que plusieurs tests ont été effectués pour déterminer le matériau le plus adapté à leur budget, le Hi-Temp offrant un « avantage sur les autres matériaux BigRep ».
Une fois le processus d’impression terminé, les matériaux de support sont retirés et la surface est lissée. Des bagues sont ensuite insérées dans les charnières, suivies de l’ajout d’inserts Helicoil. Une fois peintes selon les spécifications du client, les pièces métalliques restantes sont ajoutées avec les inserts en mousse à l’intérieur du berceau, qui protègent la pale du rotor lorsque le berceau de retenue est installé.
La FA au sein des industries élargies de la défense et de l’aérospatiale
L’utilisation de l’impression 3D pour les applications aérospatiales n’est pas nouvelle, et ce n’est pas la première fois que Leonardo exploite la technologie AM. L’année dernière, la filiale de Desktop Metal, Aidro, a collaboré avec Leonardo pour fournir des pièces d’hélicoptère imprimées en 3D. Depuis qu’il a reçu la déclaration de Leonardo pour la qualification du processus de fabrication de couches additives, Aidro a commencé la production de pièces prêtes pour le vol pour la gamme de giravions de Leonardo. Cette gamme comprend des hélicoptères civils, parapublics et militaires performants.
Leonardo utilise depuis longtemps la technologie AM pour les applications aérospatiales. En 2020, la société a annoncé qu’elle utilisait les imprimantes 3D industrielles Roboze ARGO 500 pour réduire les coûts et les délais de production de pièces en nylon 6 et PEEK remplis de fibre de carbone.
Loin de Leonardo, il a été annoncé en janvier que la société aérospatiale chinoise Galactic Energy utilisait l’impression 3D pour aider à fabriquer le plus grand moteur de fusée réutilisable du pays. La technologie additive de Farsoon est exploitée pour produire plus de 30 pièces imprimées en 3D pour le moteur LOX/kérosène de 50 tonnes de Welkin.
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L’image en vedette montre un AgustaWestland AW101. Photo via Leonardo Helicopters.
Olive Angelini a couvert l’informatique, la CAO et le BIM pour les magazines Building Design + Construction, Structural Engineer et CE News. Il a remporté six prix de l’American Society of Business Publications Editors et a fait partie de l’équipe de reportage du prix Jesse H. Neal 2012 pour la meilleure série d’histoires liées à un sujet.