Le prestataire de services MRO Lufthansa Technik et Premium AEROTEC, une filiale d’Airbus, ont innové en développant la première pièce métallique porteuse imprimée en 3D au monde approuvée pour une utilisation sur un avion.
Créée au centre de fabrication additive de Lufthansa Technik, la pièce de rechange historique est un « A-Link » destiné à être utilisé dans le système antigivrage du moteur IAE-V2500. Le turbosoufflante à deux arbres propulse la famille d’avions A320 d’Airbus.
Le composant porteur est le premier du genre à être certifié aéronautique par l’Agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) et sera imprimé en série en 3D par Premium AEROTEC sur son site de production de Varel, en Allemagne.
Soeren Stark, COO chez Lufthansa Technik, a déclaré : « Nous produisons des composants pour la cabine de l’avion, dont la grande majorité sont en plastique, en utilisant l’impression 3D depuis des années. Nous sommes maintenant en mesure de démontrer que des pièces métalliques structurellement pertinentes pour une utilisation à l’extérieur de la cabine peuvent également être fabriquées de manière additive et approuvées pour les opérations aériennes.
Une nouvelle ère pour l’A-Link
À l’intérieur du capot d’admission de l’IAE-V2500, un ensemble de neuf A-Links est utilisé pour fixer en place un conduit d’air chaud en forme d’anneau, ce qui aide à prévenir l’accumulation de glace pendant le vol. Ils sont en titane et supportent souvent des températures allant jusqu’à 300°C. En raison des vibrations subies dans l’air, ces A-Links s’usent généralement au niveau de leurs trous de montage, ils doivent donc être remplacés par des pièces de rechange toutes les quelques années.
Traditionnellement, la pièce est fabriquée via un procédé de forgeage du métal pour assurer les performances mécaniques nécessaires à l’utilisation finale. En tirant plutôt parti de la fusion laser sur lit de poudre (LPBF), Premium AEROTEC et Lufthansa Technik ont éliminé le besoin de tout outillage, réalisé des économies de matériaux plus importantes et même réduit les coûts de fabrication globaux.
Surpassant la fabrication conventionnelle
En matière de fabrication additive métallique, les propriétés mécaniques d’une pièce sont fortement influencées par les paramètres d’impression. La qualification du processus est donc une entreprise complexe mais cruciale. Pour qualifier le processus A-Link, Premium AEROTEC a effectué un « grand nombre » de tests d’impression en utilisant des spécimens prototypes pour affiner la construction pour la fiabilité et la répétabilité. Il y aura toujours le souci de la variabilité dimensionnelle entre des pièces identiques dans la fabrication additive, mais l’EASA a jugé les A-Links sûrs à cet égard.
L’un des objectifs des tests était de faire correspondre les performances du processus de forgeage, mais l’entreprise a réussi à imprimer en 3D les A-Links avec une résistance à la traction supérieure à leurs homologues fabriqués de manière conventionnelle. Impressionant.
Dans le cadre du processus de certification, Lufthansa Technik a étendu les capacités de son installation de développement EASA Part 21/J pour inclure également des pièces métalliques imprimées en 3D. D’autre part, le projet marque également la première fois que Premium AEROTEC fournit des composants imprimés en série à un client extérieur au groupe Airbus. Le premier des A-Link imprimés en 3D sera intégré à la flotte Lufthansa en temps voulu.
« Premium AEROTEC est un pionnier international et un leader technologique dans la fabrication additive de composants aéronautiques. Notre entreprise applique déjà cette technologie dans la production en série de composants structurels complexes depuis 2016 », a déclaré le Dr Ulrich Weber, COO chez Premium AEROTEC. « Je suis très heureux qu’en coopération avec Lufthansa Technik, nous puissions à nouveau démontrer notre expertise globale en matière d’impression 3D. »
Pour l’avenir, les partenaires ont l’intention de faire un jour avancer l’A-Link et de reconcevoir la géométrie de la pièce pour la fabrication additive, augmentant encore l’efficacité des matériaux tout en préservant la résistance et la fonction.
Bien que les pièces porteuses aient été un rêve jusqu’à présent, l’impression 3D de composants prêts à voler dans l’aviation et l’aérospatiale n’est pas une nouvelle prouesse. Ce mois-ci, l’entrepreneur italien de la défense Leonardo a qualifié Aidro, filiale de Desktop Metal, en tant que fournisseur de pièces imprimées en 3D pour ses hélicoptères. Depuis son accréditation, la société a commencé à travailler avec Leonardo pour créer des pièces prêtes à voler pour son giravion, une gamme qui comprend des hélicoptères civils et militaires.
Ailleurs, GE Aviation est récemment devenue la première entreprise à proposer la fabrication additive métallique pour la réparation de composants de moteurs à réaction commerciaux. Plus précisément, l’usine de Loyang de l’entreprise à Singapour est devenue la première installation MRO au monde à être autorisée à appliquer l’impression 3D de cette manière.
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L’image en vedette montre le A-Link imprimé en 3D. Photo via Premium AEROTEC.
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.