FDM aide Bell Helicopter à construire des prototypes de qualité

« Le processus efficace nous permet de faire plus d’itérations qu’avec les autres processus. Cela se traduit par des composants
mieux conçus »,
- Mike Storp, Bell Helicopter

Un défi réel

Bell Helicopter est le fabricant du fameux tiltrotor de transport lourd « Osprey », l’avion hybride qui combine les caractéristiques de l’avion et de l’hélicoptère en vue d’accomplir ce qu’aucun de leurs ancêtres respectifs ne pouvait faire jusqu’ici. Il peut décoller, planer et atterrir verticalement tout en étant capable de voler à haute altitude à la vitesse d’un jet.

Une solution réelle

Lorsque l’avion a subi une modification expérimentale du câblage au niveau de sa queue dernièrement, les techniciens du laboratoire de prototypage rapide chez Bell Xworx ont utilisé un système d'impression 3D Fortus FDM afin de construire des conduits de câblage en polycarbonate. Ils ont installé des conduits de raccordement à six sections d’accouplement à l’intérieur des deux stabilisateurs verticaux de l’appareil pour pouvoir faire des tests sur terrain.

« Nous avons construit le conduit pour le premier stabilisateur, et l’équipe de développement l’a installé sur la maquette. Cela a été un
succès. Aussi, ils ont commandé une deuxième série pour l’autre stabilisateur », explique un technicien du laboratoire Mike Storp. Après quelques légères modifications, l’équipe a commandé cinq séries plus complètes pour un total de 42 modèles de conduits. « Il a fallu seulement deux jours et demi pour les réaliser. Le système Fortus a fonctionné sans arrêt ». L’équipe de développement s’est réjouie de savoir que Bell pouvait garder le contrôle du projet en interne et qu’il n’était plus question d’attendre six semaines pour avoir les prototypes si on les avait fabriqués traditionnellement, en fonte d’aluminium. « Nous avons évidemment économisé de l’argent grâce à cela », explique Storp.

Le laboratoire a choisi le processus Fortus FDM, car il peut modéliser avec du polycarbonate (PC) et du polyphénylsulfone (FLPP). Ces thermoplastiques conviennent parfaitement pour les tests fonctionnels qui sont très importants pour les applications exigeantes comme l’aérospatiale. « Les procédés traditionnels à base d’époxy peuvent ne pas correspondre avec le FDM dans ce domaine », a déclaré Storp.

Les caractéristiques du polycarbonate incluent une stabilité dimensionnelle, une haute température de distorsion à la chaleur, une haute résistance à la flexion et à la traction et une dureté supérieure à celle du plastique ABS. Quant aux caractéristiques du polyphénylsulfone, on cite entre autres une cote d’inflammabilité VØ, la plus haute force d’impact de tous les plastiques de prototypage rapide, une très haute résistance à la flexion et à la traction, une stabilité dimensionnelle et une résistance aux produits pétroliers, aux acides, aux produits basiques et aux produits chimiques. « Vous ne verrez jamais une pièce en époxy sur un aéronef pour un test fonctionnel », confirme Storp. « Les carburants et les fluides hydrauliques pourraient effectivement la dissoudre ».

« Le FDM possède d’autres atouts en plus de la durabilité. Mais à mon avis, c’est la facilité de post-traitement qui est en tête de liste », dit Storp. « Avec les autres processus, cela peut être frustrant parfois. Ils pourraient exiger trois fois plus de temps pour le post-traitement que la fabrication elle-même. Le FDM est un processus de nettoyage rapide. Après avoir retiré le matériau du support, il n’y a plus rien à faire en guise de post-traitement. Vous avez terminé ! »

« Tous les processus sont faciles quand il s’agit de construire une pièce. Mais avec certains d’entre eux, vous devez fournir beaucoup d’effort même après que la pièce soit construite. Ils peuvent être salissants et fastidieux. C’est un gros problème. Nous n’avons pas ce souci avec le FDM ».

« Il faut beaucoup de temps pour construire un avion. En partant de zéro, cela peut prendre cinq ans, et il faut suivre un processus de développement rigoureux », dit Storp. « En utilisant le processus FDM dans le développement d’un avion, on peut faire des économies de temps et d’argent considérables ».

Ces qualités font que le FDM soit essentiel dans l’atteinte de l’objectif du laboratoire, qui est de contribuer au développement de l’avion prototype et d’aider Bell dans son ultime but, celui de devenir un leader de la construction de tilt-rotor de transport lourd. « Le processus efficace nous permet de faire plus d’itérations qu’avec les autres processus », dit Storp. Cela se traduit par des composants mieux conçus.

Des composants mieux conçus aident à construire un meilleur produit final. Et quand votre produit est aussi sophistiqué que l’Osprey, ceci est un objectif important.