Des pièces en impression 3D plastique sur la fusée Atlas V

ULA-Atlas-VCela n’est plus vraiment une nouveauté, les industriels de l’aéronautique sont en train de s’équiper d’imprimantes 3D afin de produire certaines pièces. Les qualités de la fabrication additive leur permettent de créer de nouveaux design pour des pièces moins lourdes et/ou moins cher à produire qu’avec les procédés classiques. Cela n’a donc rien de surprenant que d’apprendre que l’américain ULA (United Launch Alliance) utilise désormais l’impression 3D pour produire des pièces de ses fusées Delta IV et Atlas V. Néanmoins, à la différence des constructeurs de turboréacteurs, ULA n’a pas choisi l’impression 3D métal.

L’impression 3D de type FDM sur les fusées aussi !

L’impression FDM (Fused Deposition Modeling) est certainement la technologie la plus répandue sur les imprimante 3D d’entrée de gamme. Tous les particuliers, les makers, mais aussi les industriels utilisent cette impression où l’on place une ou plusieurs bobines de filament plastique, fil fondu au niveau de la tête d’impression afin de produire la forme 3D voulue. L’avantage, c’est qu’il existe une grande variété de matériaux disponibles pour ces filaments, y compris le carbone à l’exception toutefois du métal qui nécessite une température de fusion bien trop élevée pour ce type d’imprimante 3D. De ce fait, beaucoup d’industriel de l’aéronautique préfèrent des imprimantes 3D de type SLS (Selective LaserSintering/frittage laser) ou LMD (Laser Metal Deposition) afin de produire des pièces en titane ou divers alliages métalliques utilisés en aéronautiques.

ULA 3D printed parts of rocket

L’ECS (Environmental Control System) de la fusée Atlas V a vu son nombre de pièces passer de plus de 140 à 16 seulement, grâce à l’impression 3D (Photo: ULA).

Pourtant, United Launch Alliance a fait le choix d’une imprimante FDM afin de produire des pièces pour ses fusées Delta. L’industriel produit ainsi certaines canalisations de ses fusées avec une imprimante Fortus 900mc. Il s’agit bien de pièces destinées aux lanceurs et pas de pièces prototypes. Celle-ci sont produites en ULTEM 9085, un thermoplastique qui présente une excellente résistance mécanique ainsi que des caractéristiques FST (flame, smoke and toxicity) qui le rendent compatible avec une utilisation en aéronautique.

La solution est moins coûteuse que l’impression métal et par rapport aux méthodes de fabrication classiques, pour un assemblage comme l’ECS de la fusée (Environmental Control System), le coût de production a été abaissé de 57% et le nombre de pièces composant l’assemblage a été ramené de plus de 140 à seulement 16.

Une illustration des apports de la fabrication additive tant dans la simplification des design que dans l’abaissement des coûts de fabrication de pièces de petites séries. La première fusée Atlas V équipée de cette pièce simplifiée s’est envolé le 22 mars 2016 avec le vaisseau de ravitaillement OA-6 Cygnus à son bord.

Sources :
« Atlas V rocket launched with 3D parts », DisruptiveMagazine, 25 mars 2016
« United Launch Alliance to Launch Atlas V Rocket with Stratasys 3D Printed Parts,  Reducing Production Time and Costs », Communiqué Stratasys, 20 avril 2015

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