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Des moteurs d’avions à réaction imprimés en 3D

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Moteur Impression 3D

Les ingénieurs de General Electric démontrent une nouvelle fois leur savoir-faire dans le domaine de la construction de moteurs pour aéronefs. Ils ont conçu et assemblé un mini-moteur à réaction dont les pièces ont été imprimées en trois dimensions. Avec ce projet, le laboratoire de R&D de General Electric, souhaite explorer les capacités de l’impression 3D et préparer l’avenir de la construction aéronautique. Ce mini-moteur à réaction mesure 30 centimètres de long pour 20 centimètres de hauteur. Il ne s’agit pas du premier moteur à réaction imprimé en 3D mais ce mini-réacteur d’avion fonctionnel rugit à 33 000 tours par minutes. Traditionnellement, les pièces de moteur sont usinées à partir de gros blocs de métal pour arriver à une forme bien définie.

Ici, les ingénieurs ont utilisé la technique d’impression 3D par frittage laser. Cette technique consiste à fusionner, par laser, des couches fines de poudre de métal les unes par dessus les autres. Ceci afin d’obtenir une pièce métallique complète avec moins de déchets. Cette solution permettrait également de fabriquer des pièces plus complexes et d’optimiser les processus de fabrication.

Au mois de février, des chercheurs australiens ont annoncé avoir fabriqué pour la première fois deux réacteurs d'avions grâce à l'impression tridimensionnelle, suscitant l'intérêt de grandes sociétés internationales. Les engins répliques du moteur à turbines à gaz de l'équipementier aéronautique français Safran, qui fournit les avionneurs européen Airbus et américain Boeing font la démonstration du potentiel de l'impression en 3D pour produire de la haute qualité, ont déclaré les chercheurs de l'université Monash de Melbourne.

"L'important, c'est la reconnaissance par les principaux fabricants et sociétés d'ingénierie comme Safran et Airbus que le matériel que vous pouvez concevoir en utilisant du métal imprimé est de qualité aéronautique", a déclaré Ian Smith, membre de l'équipe scientifique australienne. "C'est une technologie assez perturbatrice. Nous avons vu beaucoup de choses se passer dans le domaine du plastique et du polymère, mais ce qui est passionnant c'est que cela concerne maintenant des métaux et des métaux légers, comme le titane, le nickel et l'aluminium", a-t-il dit.

Inventée dans les années 1980, l'impression 3D permet de produire couche par couche un objet solide, d'après un fichier 3D. Elle utilise un processus de fabrication additive, à la fois d'injection et de solidification de matière, plastiques ou métalliques.

Wu Xinhua de l'université Monash University a indiqué que son équipe, qui a travaillé un an sur ce projet, avait créé les moteurs en démontant pièce par pièce de vieux exemplaires et en scannant chaque composant. L'un des moteurs est actuellement exposé à l'Australian International Airshow de Melbourne et l'autre se trouve à Toulouse, au siège de la société française Microturbo, spécialisée dans les turbines à gaz de petite puissance.

La technologie 3D pourrait être utilisée pour construire rapidement et à moindre coût des prototypes et des composants sur mesure, estiment les chercheurs.

La très médiatique impression 3D prend peu à peu corps dans l’industrie. Et Turbomeca le prouve. Cette filiale du groupe Safran, spécialisée dans les moteurs d’hélicoptères, s’apprête à annoncer l’introduction d’un équipement d’impression 3D au sein de son usine de Bordes (Pyrénées-Atlantiques). En ligne de mire : la production en série de pièces de moteurs.

Après des années de recherches et d’essais, Turbomeca emboîte le pas de groupes tels que General Electric, Safran et Pratt & Whitney dans l’impression 3D dédiée au secteur aéronautique. Dans le détail, ce sont des injecteurs de la chambre de combustion du moteur Arrano et des tourbilloneurs pour l’Ardiden 3 qui seront produites. Il s’agira dans les deux cas de pièces en alliage base nickel fabriquées par fusion de poudre par laser.

Pourquoi produire ces pièces avec ce type de procédé ? "Car elles sont de formes complexes, produites en grand nombre mais comme elles ne tournent pas, elles subissent de moindre contraintes mécaniques", explique un porte-parole du groupe. Autrement dit, Turbomeca se lance dans l’impression 3D avec des pièces techniques mais pas critiques. De quoi faciliter leur introduction dans des appareils en vol, tant les exigences de certification sont grandes dans l’aéronautique.

"Oui, cette technologie est intéressante, mais elle ne pourra pas se généraliser à l’ensemble des pièces du moteur, nuance le porte-parole du groupe. Elle n’en est qu’à ses débuts, il est donc impossible de dire si elle est adaptée à des pièces qui tournent dans le moteur". Seule certitude : elle devrait peu à peu trouver sa place aux côtés d’autres technologies de production.

Les imprimantes 3D de métaux pourraient également être utilisées dans l'industrie biomédicale pour créer des prothèses ou des équipements.

En vidéo ci-dessous --> le moteur d'avion de GE Aviation

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