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UTC fabrique rapidement des pièces d’aéronefs très solides avec l’impression 3D

UTC fabrique rapidement des pièces d’aéronefs très solides avec l’impression 3D


« L’environnement rigoureux de l’usine augmente souvent les exigences sur les matériaux d’impression 3D. En se basant sur notre expérience, ULTEM 1010 est tout à fait capable de relever le défi. »
Larry Crano, spécialiste de l’automatisation, UTC Aerospace Systems

 

Le département d’Aérostructures d’UTC Aerospace Systems fabrique un certain nombre de grands ensembles pour de nombreux leaders mondiaux de l’aviation commerciale et militaire. C’est le cas des deux nouveaux biréacteurs commerciaux, le Boeing 787 Dreamliner et l’Airbus A350 XWB. Ces ensembles comprennent en l’occurrence des nacelles, des inverseurs de poussée et des pylônes.

Construire des composants structuraux complexes d’un avion requiert un large éventail de machines spécifiques. Le département d’Aerostructures opère comme un atelier d’usinage bien équipé. Il est responsable de la production de pièces utiles pour faire fonctionner ces machines à pleine capacité et construire des outils, des gabarits et des calibres destinés à optimiser la productivité.

Au début, Aerostructures a acheté un système de production 3D Fortus 900mc pour réduire le délai de commercialisation des produits en construisant beaucoup plus rapidement qu’auparavant des prototypes de composants de nombreux produits finis de l’entreprise. Au cours de ces dernières années, UTC Aerospace a également utilisé une imprimante 3D pour réduire le coût et le délai requis pour construire des pièces de rechange pour les machines, les outils, les gabarits et les calibres.

A la recherche de la robustesse

Malgré tout ceci, il y avait encore beaucoup d’éléments qui devaient être fabriqués par le biais des méthodes de fabrication conventionnelles, car les matériaux utilisés par l’impression 3D n’étaient pas assez forts ni assez résistants à la chaleur. C’est l’exemple de la buse d’un système de collecte de fumée qui a été fabriqué par un atelier d’outillage. Les ouvriers de ce dernier ont suggéré de changer la forme cylindrique simple de la buse en Y afin de mieux collecter les fumées causées par deux lieux différents.

Les techniciens d’UTC Aerospace ont redessiné la buse et l’ont imprimée en 3D avec du matériau ABS. Des pinces à ailettes métalliques ont été utilisées pour l’attacher au système de collecte de fumée. Malheureusement, la buse imprimée 3D s’est fissurée au moment où les charges des pinces à ailettes ont été appliquées. Les techniciens ont estimé que la production de la buse en métal en utilisant l’usinage CNC coûterait environ 2 000$ et prendrait environ 21 jours.

Utiliser la résine ULTEM 1010

A ce moment précis, UTC Aerospace a découvert l’existence de la résine ULTEM 1010, qui offre la résistance à la traction, la résistance à la chaleur et la résistance chimique les plus élevées de tous les thermoplastiques FDM. « Nous avons testé le nouveau matériau et les résultats ont été très prometteurs. Nous avons décidé de produire la nouvelle buse avec l’ULTEM 1010 », a déclaré Larry Crano, spécialiste de l’automatisation chez UTC Aerospace.

Le coût, y compris le coût des matériaux et les charges financières, s’élevait à 750$. Et la pièce a été fabriquée en un jour. « ULTEM 1010 fournit les qualités requises pour la buse », a déclaré Crano. « La nouvelle pièce a été utilisée pendant huit mois sans se fissurer ni présenter d’autres défauts. Elle a résolu le problème de contrôle des fumées. Nous pensons également qu’elle aura une durée de vie plus longue que la pièce imprimée précédemment. »

« Au-delà de cette application spécifique, nous sommes convaincus que l’ULTEM 1010 a un énorme potentiel dans l’impression des outils, des gabarits et des calibres en raison de sa force exceptionnelle et de sa haute résistance à la chaleur », a conclu Crano. « L’environnement rigoureux de l’usine rend plus élevé les exigences sur les matériaux d’impression 3D. En se basant sur l’expérience avec l’ULTEM 1010,
celui-ci est entièrement capable de relever le défi.
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