Pourquoi la technologie d’impression 3D DLS est-elle idéale pour l’aérospatiale ?

Depuis de nombreuses années, Protolabs s’est fait un nom dans l’industrie de la fabrication. Maîtrisant à la fois des procédés de production plus classiques comme le moulage par injection, elle est aussi experte en fabrication additive, et ce, sur de multiples procédés. Du métal en passant par le polymère, elle accompagne des clients de différents secteurs dont l’aérospatiale, un marché clé qui a recours aux technologies 3D. Si le prototypage était l’une des applications principales pour ce dernier, force est de constater que les pièces finales sont de plus en plus nombreuses à être imprimées en 3D. Et Protolabs est un expert dans ce type d’applications, notamment sur le procédé résine de Carbon, Digital Light Synthesis (DLS). On pourrait penser qu’une technologie résine n’est pas la meilleure option pour l’aérospatiale mais l’entreprise nous prouve le contraire. Pour comprendre en quoi elle est idéale, nous avons rencontré le Dr. Philipp Amend, Director Operations PZB & Director Engineering 3DP. 

3DN : Pouvez-vous vous présenter rapidement ainsi que Protolabs ?

 Bonjour, je m’appelle Philipp Amend et et je suis responsable de la production d’impression 3D sur le site de Protolabs à Putzbrunn (PZB), en Allemagne. Nous accompagnons nos clients dans leurs projets de fabrication et choisissons ensemble la bonne méthode de production, qu’il s’agisse d’impression 3D, d’usinage CNC ou de moulage par injection. Cela nous permet d’offrir la meilleure solution pour chaque phase du cycle de vie du produit, en tenant compte du client et du produit. Parmi nos capacités de fabrication, nous sommes équipés de solutions Carbon, notamment d’une imprimante 3D Carbon L1 de grande taille qui nous permet de concevoir un grand nombre de petites pièces, mais aussi des plus grandes – jusqu’à 300 mm.

Alors que la technologie DLS de Carbon a souvent été utilisée pour les matériaux élastomères, nous sommes aujourd’hui capables d’imprimer des pièces rigides pour la production. Un point particulièrement intéressant pour l’industrie de l’aérospatiale. 

3DN : Justement, pourquoi le procédé DLS de Carbon est adapté au marché aérospatial ?

La technologie de Carbon possède plusieurs avantages pour ce secteur. Tout d’abord, elle offre une haute résolution, une grande souplesse de conception et peut concevoir des pièces très denses avec une excellente finition de surface.

Il faut savoir que les applications aérospatiales requièrent des résines hautes performances. Et justement, Carbon propose des matériaux testés et validés pour la production avec toute la certification et documentation nécessaires.  Si on compare cela avec la stéréolithographie, c’est un atout considérable : en SLA, il n’y a presqu’aucune document de ce type pour les applications de production dans les industries règlementées. En plus, les résines proposées n’offrent pas une bonne stabilité aux UV et une bonne durabilité.

3DN : Pouvez-vous nous donner des exemples d’applications ?

Nous avons deux exemples de pièces intéressants imprimés sur des machines Carbon. Tout d’abord, on peut citer une unité de distribution de flux qui permet de gérer des fluides et des flux d’air. La technologie de Carbon a permis d’imaginer des circuits pour faire passer efficacement ces fluides, mais aussi des canaux de refroidissement légers et optimisés. La pièce est dense en gaz et en liquide, le flux d’hydrogène a été approuvé et le poids a été revu à la baisse. Elle a été imprimée avec la résine EPX 82 de Carbon et présente des caractéristiques très intéressantes : résistance et rigidité élevées (résistance à la traction d’environ 82 MPa) et une très bonne résistance à la chaleur (125°C à 0,45 MPa).

Le deuxième exemple est un support de batterie qui permet de stocker et de refroidir des composants de la batterie. Peu de déchets ont été générés et nous avons obtenu un rendement de 75 %.

Plus généralement, nous sommes capables de concevoir des conduits, des drones avec des pièces plus légères et performantes, mais aussi des composants de satellites extrêmement résistants à la chaleur et plus durable. Nous pouvons aussi imprimer en 3D des prototypes structurels pour développer plus rapidement de nouvelles conceptions aérospatiales.

3DN : Comment voyez-vous l’impact du procédé DLS de Carbon sur la stratégie globale de fabrication et la chaîne d’approvisionnement dans l’industrie aérospatiale ?

Je vois plusieurs impacts considérables du procédé DLS sur l’industrie aérospatiale :

• Tout d’abord, le procédé DLS permet un prototypage rapide et une production à la demande, le tout sans outillage. Il permet de multiplier les itérations qui deviennent très faciles à gérer.
• Il offre une réduction des délais de fabrication de plusieurs semaines ou mois à seulement quelques jours. Les industriels gagnent en flexibilité et adaptent efficacement leur production.
• La technologie réduit les coûts et ce de façons différentes : réduction des déchets, possibilités d’allègement via des structures lattices ou des canaux internes, etc.
• Nous pouvons intégrer plusieurs fonctions dans une seule et même pièce. La capacité de créer des conceptions complexes et consolidées réduit le besoin de composants multiples, ce qui diminue les coûts d’assemblage et améliore la fiabilité.
• Enfin, la qualité d’impression est constante ce qui permet d’envisager une production en petites séries ou à grande échelle.  

3DN : Pourquoi choisir Protolabs pour concevoir des pièces dans le secteur aérospatial ?

L’un des facteurs clés contribuant à la réussite d’un projet est la collaboration proactive avec nos clients. Nous devons recueillir toutes les exigences, gérer les attentes et trouver la meilleure solution possible pour le client.

Nous disposons d’une équipe Customer Production Success (CPS) qui soutient nos clients tout au long du cycle de vie du produit et trouve la meilleure solution possible. Chez Protolabs, nous optimisons spécifiquement les conceptions pour le procédé DLS en termes de performance, de coût et de fabricabilité.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ? 

Nous collaborons étroitement avec Carbon. Cette collaboration est essentielle pour nous permettre d’être à la pointe du développement des matériaux et des processus. Notre savoir-faire en matière d’impression 3D nous permet de repousser toujours plus loin les limites, du prototypage à la production. N’hésitez pas à nous contacter pour en savoir plus !

Que pensez-vous de l’utilisation de la technologie d’impression 3D Carbon pour l’aérospatiale ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article. Vous êtes intéressés par l’actualité de l’impression 3D dans l’aérospatiale et la défense ? Cliquez ICI. Vous pouvez aussi nous suivre sur Facebook ou LinkedIn !

*Crédits de toutes les photos : Carbon