Parmi les nombreux cas d’utilisation de la technologie d’impression 3D métal dans la fabrication d’avions de l’aviation civile, la fabrication de composants est le plus important. Par exemple, Boom Supersonic a lancé fin 2020 l'avion de passagers supersonique XB-1, capable de voler à des vitesses similaires à celles de l'avion Concorde. La grande utilisation de composants imprimés en 3D par cet avion est l’un des principaux facteurs qui attirent beaucoup l’attention du secteur. La machine complète fonctionne avec des composants en alliage de titane imprimés 21 3D, tous produits à l'aide d'imprimantes métal saphir Velo3D et appliqués aux moteurs et aux systèmes de contrôle environnemental. Ce programme augmente non seulement les performances des avions, mais raccourcit également considérablement le cycle de fabrication et réduit les dépenses.
Dans un autre cas, Airbus travaille avec Stratasys depuis 2013 pour utiliser largement des matériaux polymères pour construire des composants sur l'avion A350XWB, réalisant ainsi une installation unitaire unique de plus de 500 pièces. Parmi les nombreux systèmes embarqués couverts par ces pièces figurent les conduits, les serre-câbles, les boîtiers et d'autres constructions. En outre, Qatar Airways remplace le rideau de porte de cabine par la technologie FDM et le matériau ULTRAM 9085 pour l'A350XWB, qui possède actuellement le plus gros composant d'avion imprimé en 3D au 1140720240. Bien que la technologie d’impression 3D métal soit largement appliquée dans les avions Airbus, il s’agit d’un cas d’application des matériaux polymères. Le groupe Liebherr a par exemple produit des supports de train d'atterrissage en alliage de titane imprimés en 3D pour l'A350 XWB et des conduites hydrauliques intégrées en alliage de titane pour l'Airbus A380 en utilisant la technologie SLM.
Dans la production de moteurs, la technologie d’impression 3D métal fonctionne également très bien. En tant que filiale espagnole de Rolls Royce, ITP Aero a produit un nouvel UltraFan en utilisant les technologies d'impression 3D ® Le boîtier de roulement de queue (TBH) du moteur constitue l'une de ses principales constructions. L'avion et le moteur seront reliés par cette pièce. En utilisant seulement une petite quantité de poudre et en conservant 25 % des matériaux, l'impression 3D permet de créer des pièces aux formes géométriques complexes, affirme ITP Aero. Cette technique de fabrication réduit non seulement les émissions de carbone tout au long du processus de production, mais améliore également les performances et la fiabilité des composants, bénéficiant ainsi à l'environnement.
Grâce à la technologie de fabrication additive, la société suédoise d’aérospatiale et de défense Saab a commencé à produire des pièces intérieures pour ses avions de combat. L'entreprise a effectué son premier vol d'essai d'un composant imprimé en 3D, une trappe en nylon conçue pour survivre aux environnements extérieurs. Saab étudie également l'utilisation de la technologie d'impression 3D métallique dans la construction aéronautique, en particulier à la recherche de matériaux plus durables et au développement d'un système d'impression 3D mobile pour l'amener sur diverses bases, même s'il s'agit d'une application de matériau en nylon.
Mesurant 455x295x805mm, le groupe Safran s'est associé à SLM Solutions pour créer un composant de train d'atterrissage avant pour avion d'affaires. C'est la première fois au monde à imprimer en 3D des composants d'avion d'une telle taille à l'aide de la technologie SLM. Cette recherche vise à montrer que la technologie d’impression 3D SLM peut produire des composants importants de manière réalisable. Habituellement, trois pièces forgées et un usinage sur cinq axes assemblent les composants traditionnels du train d'atterrissage. Les composants doivent être reconstruits afin de s’adapter aux caractéristiques du processus de production d’impression 3D couche par couche. Cela permet non seulement de gagner du temps sur l'ensemble du processus de fabrication, mais également d'intégrer enfin les trois pièces d'origine en une seule, réduisant ainsi le poids d'environ 15 %.
28 3Les pièces en alliage de titane imprimées en D, qui sont respectivement fixées à la porte d'embarquement, à la porte de service, aux portes cargo avant et arrière du fuselage avant et arrière central, incluent également le vol inaugural du gros avion domestique C919. La production de ces composants améliore non seulement les performances de l’avion, mais réduit également considérablement les délais et les dépenses de fabrication.
L’utilisation de la technologie d’impression 3D métal dans la construction d’avions de l’aviation civile a apporté de nombreux avantages. Tout d’abord, il peut produire rapidement des composants structurels complexes, améliorant ainsi l’efficacité de la production. La fabrication conventionnelle de composants utilise de nombreux matériaux et nécessite un traitement sophistiqué. Des poudres métalliques précises peuvent être pulvérisées et fondues en couches à l'aide de la technologie d'impression 3D, créant couche par couche des architectures de composants complexes, réduisant ainsi le gaspillage de matériaux et la consommation d'énergie.
Deuxièmement, la conception optimale des composants est réalisable grâce aux technologies d’impression 3D métal. Des formes géométriques complexes peuvent être produites au moyen de la technologie d’impression 3D, un processus qui représente un défi pour les techniques de production conventionnelles. Pour maximiser l'injection de carburant, par exemple, créez de minuscules canaux à l'intérieur de l'injecteur de carburant ou imprimez des constructions complexes à l'intérieur de la chambre de combustion pour augmenter l'efficacité de la combustion. En plus d'améliorer les performances des composants, ces conceptions améliorées réduisent la consommation de carburant et les polluants des avions.
La conception légère est également réalisable avec la technologie d’impression 3D métallique. L’amélioration des performances des avions dans la construction d’avions de l’aviation civile dépend principalement de leur légèreté. Les composants légers aux formes complexes fabriqués à l’aide de la technologie d’impression 3D permettent de réduire considérablement le poids tout en garantissant la solidité. Cela augmente la capacité de charge et la distance de vol de l'avion en plus de son économie de carburant.
Néanmoins, l’utilisation de la technologie d’impression 3D métal dans la production d’avions de l’aviation civile présente également certaines difficultés. Tout d’abord, la vitesse d’impression quelque peu lente limite l’applicabilité de la production de masse. Bien que la vitesse d’impression s’améliore progressivement à mesure que la technologie se développe constamment, davantage d’optimisation et d’amélioration sont encore nécessaires. Deuxièmement, un problème crucial réside également dans la restriction du choix des matériaux. Bien que les matériaux métalliques tels que les alliages de titane et les alliages d'aluminium soient actuellement largement utilisés dans l'impression 3D, davantage de nouveaux matériaux présentant une résistance élevée, une grande résistance à la corrosion et une résistance élevée à la chaleur sont encore nécessaires pour répondre aux besoins particuliers de la fabrication d'avions de l'aviation civile.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-additive-manufacturing-of-titanium.html