Le fabricant d’imprimantes 3D Stratasys et l’entreprise GE Aviation Avio Aero ont dévoilé des initiatives qui pourraient voir leurs technologies respectives déployées dans de toutes nouvelles applications aérospatiales.

Dans le cas de Stratasys, après avoir publié les données de qualification derrière l’utilisation du polymère Antero 840CN03 sur le vaisseau spatial Orion, il espère favoriser le développement d’un modèle pour utiliser le matériau dans des scénarios similaires. Avio Aero, quant à lui, a vu son moteur Catalyst partiellement imprimé en 3D sélectionné par Airbus pour propulser son « Eurodrone », un drone conçu pour effectuer des missions de surveillance européennes.

« Le Catalyst a été identifié comme la meilleure solution sur la base de performances supérieures, d’un risque de développement réduit, d’une meilleure économie en service et d’un potentiel de croissance », explique Jean-Brice Dumont, responsable des avions militaires chez Airbus. « Conformément aux exigences des clients, Catalyst offrira une solution véritablement européenne et contribuera ainsi au rôle global d’Eurodrone en tant que catalyseur de l’autonomie stratégique. »

« Cette sélection est une avancée décisive et garantira que le programme Eurodrone pourra se dérouler dans les délais, en respectant les coûts et conformément aux spécifications définies par nos clients. »

Le moteur Catalyst partiellement imprimé en 3D d’Avio Aero. Photo via Avio Aéro.

Le moteur Catalyst d’Avio Aero

Selon GE Aviation, Catalyst est « le premier nouveau turbopropulseur conçu à partir de zéro depuis plus de 30 ans », un turbopropulseur étant un moteur qui entraîne une hélice d’avion. Considéré comme doté d’un contrôle numérique du moteur à pleine autorité ou de la technologie «FADEC», le système de propulsion est conçu pour faciliter le pilotage des avions commerciaux pour les pilotes, en fonctionnant sur la base des entrées d’un seul levier au lieu de quatre.

« Le FADEC connaît les conditions dans lesquelles mon avion se trouve, et il optimise ensuite le pas de l’hélice et le débit de carburant autour de ces conditions », a déclaré Paul Corkery, directeur général des turbopropulseurs de GE Aviation à Mobility Outlook. « Le pilote n’aura plus besoin de consulter une carte pour optimiser le vol autour des bons paramètres avec quatre manettes distinctes. Tout sera numérisé. Le pilote n’aura qu’un seul levier. Ce sera comme piloter un jet.

On pense que jusqu’à 30 % des composants du Catalyst sont imprimés en 3D, la technologie étant principalement utilisée à des fins d’allègement et de consolidation des pièces. Citant douze composants imprimés du moteur comme un exemple particulièrement frappant de cela, GE dit qu’ils devraient généralement être produits à environ 800 pièces, ce qui réduit ce chiffre a amélioré son poids et son efficacité énergétique.

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Tirant parti de l’impression 3D, l’entreprise a également réussi à réduire considérablement le temps de R&D du turbopropulseur, passant de dix ans à seulement deux. Une grande partie de ce travail a eu lieu dans les installations d’Avio Aero à Brindisi, qui abritent plusieurs machines DMLM alimentées par la technologie héritée par GE dans le cadre de son acquisition de Concept Laser à la fin de 2016, ainsi que dans le vaste centre de technologie additive de GE Aviation.

Depuis la livraison de son premier moteur en état de vol à Textron Aviation en 2020, Avio Aero a vu le Catalyst accumuler plus de 2 600 heures d’essais au sol, et après son premier vol d’essai réussi depuis l’aéroport de Berlin en septembre de l’année dernière, le turbopropulseur a maintenant été sélectionné par Airbus pour motoriser son drone Eurodrone.

Une image conceptuelle du drone Eurodrone d'Airbus.  Image via Airbus.
Une image conceptuelle du drone Eurodrone d’Airbus. Image via Airbus.

Propulser le drone Eurodrone

Actuellement construit par Airbus aux côtés de Leonardo et Dassault Aviation, l’Eurodrone devrait être le premier drone conçu pour voler dans un espace aérien non séparé, car une fois terminé, il devrait être déployé sur des missions de renseignement, de surveillance et de reconnaissance (ISR) à travers les frontières internationales et le continent.

D’une longueur de 16 mètres et d’une envergure de 26 mètres, le véhicule lui-même sera construit via le système Digital Design, Manufacturing and Service (DDMS) d’Airbus. En tant que tel, il est prévu que les pièces du drone bénéficieront d’un soutien logistique amélioré qui entraînera des réductions de délais et de coûts, ainsi que des améliorations de la qualité par rapport à celles produites à l’aide de technologies traditionnelles.

Maintenant qu’Airbus a engagé Avio Aero dans le cadre d’un accord pluriannuel pour construire et entretenir 120 moteurs Catalyst, l’Eurodrone devrait également bénéficier de l’approvisionnement et de l’assistance à l’assemblage des installations européennes de cette dernière et de celles de GE, basées en Italie, en Allemagne, en République tchèque et en Pologne.

« Nous sommes honorés d’avoir été choisis par Airbus pour propulser l’Eurodrone », ajoute Riccardo Procacci, PDG et directeur général d’Avio Aero. « Il s’agit d’une étape importante pour l’industrie aéronautique européenne, permettant la croissance des capacités et de la souveraineté européennes, et bien sûr, pour toute notre équipe Catalyst. Nous avons investi dans le personnel, les ressources et l’infrastructure pour commencer immédiatement à exécuter le programme, et nos équipes à travers l’Europe sont prêtes à se mettre au travail.

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Le couvercle de trappe imprimé en 3D pour le vaisseau spatial Orion par Lockheed Martin.  Photo via Business Wire, Stratasys.
Le couvercle de trappe imprimé en 3D pour le vaisseau spatial Orion par Lockheed Martin. Photo via Business Wire, Stratasys.

Initiative de données aérospatiales de Stratasys

Ailleurs, dans le cadre d’une initiative similaire axée sur l’innovation aérospatiale, Stratasys a également annoncé qu’elle publiait les données de qualification de base derrière un couvercle d’écoutille qu’elle a travaillé avec Lockheed Martin et la Metropolitan State University de Denver (MSU Denver) pour produire pour le vaisseau spatial Orion.

Au cours de la première phase du projet, Stratasys Direct et Lockheed Martin ont créé le jeu de données en imprimant en 3D plus de 280 échantillons en Antero 840CN03 sur des machines Fortus F900. Une fois imprimés, ces spécimens ont subi des tests de résistance à la traction, au cours desquels la haute qualité du matériau Stratasys aurait été vérifiée, tandis que les pièces elles-mêmes ont démontré des « propriétés mécaniques constantes ».

Suite au succès initial du programme, son équipe vise maintenant à évaluer d’autres propriétés de l’Antero 840CN03 qui pourraient être essentielles à son application dans « d’autres types de pièces et environnements ». Pour MSU Denver, l’initiative présente également un potentiel en tant que moyen d’aider à fournir une formation à la future main-d’œuvre manufacturière, car la mise à disposition de ces données de qualification permet aux étudiants de mieux comprendre son potentiel.

« Ces types de collaborations de recherche et développement avec des entreprises de premier plan telles que Stratasys et Lockheed Martin permettent à nos étudiants d’être bien préparés pour aider leurs futurs employeurs de l’aérospatiale à adopter les dernières technologies », déclare Mark Yoss, directeur de l’Advanced Manufacturing Sciences Institute à MSU Denver. . « En publiant ces données de qualification des matériaux, nous pouvons aider à faire avancer l’industrie aérospatiale en établissant davantage de normes dans la fabrication additive. »

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L’image présentée montre le moteur Catalyst partiellement imprimé en 3D d’Avio Aero. Photo via Avio Aéro.