Le groupe Marshall Aerospace and Defence s'envole grâce au FDM
"La résine ULTEM™ 9085 est conforme aux normes aérospatiales et possède une traçabilité documentaire, ce qui nous a permis de certifier ces pièces pour le vol.”Un besoin de prototypage rapide et complexe
Marshall Aerospace and Defence Group, dont le siège se trouve au Royaume-Uni, est l’une des plus grandes entreprises privées du secteur de l’aérospatiale et de la défense qui propose des solutions innovantes dans les airs, sur terre et en mer. Marshall est spécialisé dans la conversion et la modification d’avions militaires, civils et d’affaires, ainsi que dans l’ingénierie de véhicules de défense et la fabrication d’abris militaire.
Pour améliorer la réactivité, réduire les délais et les coûts de production et rester innovant, Marshall a décidé d’envisager la fabrication additive avancée comme une solution possible. Le groupe utilise désormais les imprimantes 3D Fortus 450mc™ et F370™ de Stratasys® FDM® pour le prototypage, l’outillage avancé et la production de pièces finales. De plus, Land Systems, qui fait partie du groupe Marshall Aerospace and Defence, utilise les imprimantes 3D pour fournir de manière transparente et rentable des preuves de concept aux clients en l’espace d’une journée.
Auparavant, Marshall Land Systems devait soustraiter nos besoins en matière de prototypage, ce
qui entraînait un goulot d’étranglement au niveau de la productivité ».
Gagner en efficacité grâce à l’impression 3D
Tout arrêt de la production pose des problèmes difficiles et souvent coûteux. Cependant, grâce à l’utilisation de la fabrication additive en interne, Marshall Aerospace a été en mesure de minimiser le remplacement des outils, d’améliorer la réactivité aux besoins de fabrication des ingénieurs et de créer des solutions d’outillage plus innovantes. Dans un autre secteur de l’entreprise, il a été utilisé pour des séries limitées. Traditionnellement, les outils étaient fabriqués en aluminium, ce qui était souvent coûteux, prenait du temps et laissait peu de place à la flexibilité de la conception.
Aujourd’hui, l’équipe constate des gains d’efficacité dans la production d’outils grâce à l’impression 3D. « Nous produisons désormais régulièrement des outils personnalisés à faible volume dans les 24 heures suivant la demande d’un ingénieur, et ce pour une fraction du coût d’un outil en aluminium », explique Chris Botting, ingénieur en matériaux, processus et fabrication additive au sein du groupe Marshall Aerospace and Defence. « En utilisant des thermoplastiques de haute performance et de qualité technique, nous pouvons produire des outils adaptés à des tâches spécifiques avec une qualité reproductible et prévisible ».
Parmi les autres applications d’outillage Marshall qui utilisent la fabrication additive Stratasys, incluant les gabarits de perçage, les gabarits de masquage, les fixations collées et l’outillage de moulage composite. « Tous les outils que nous créons ont des exigences différentes et souvent uniques. Nous privilégions généralement l’ASA ou le Nylon 12. Cela dit, les imprimantes 3D nous offrent la possibilité de choisir parmi une grande variété de matériaux en fonction des exigences de l’application », ajoute M. Botting.
Produire en série de nouveau guide d’ondes avec la Formlabs Fuse 1
Lorsqu’il s’agit de créer un prototype d’adaptateur de conduit, essentiel pour fournir de l’air frais afin de refroidir l’avionique de l’appareil lorsqu’il est au sol, l’équipe s’est tournée vers l’impression 3D. « Avant de nous engager dans l’usinage coûteux de l’aluminium, nous avons utilisé la Fortus 450mc pour imprimer en 3D un prototype en matériau ASA.
Cela nous a permis de créer un prototype de travail précis du composant complexe que nous avons ensuite pu démontrer », explique M. Botting. « Le conduit imprimé en 3D a permis une réduction significative des coûts par rapport à l’usinage de la pièce en aluminium, ainsi qu’une réduction de 63 % du poids total. » Ce n’est pas seulement la fonctionnalité qui a impressionné l’équipe.
Dans l’ensemble, la production de cette pièce en Nylon 12 n’a représenté qu’une fraction du coût total du matériau et de l’usinage par rapport à l’utilisation de l’aluminium. Cependant, l’équipe n’a pas utilisé l’impression 3D uniquement pour les équipements terrestres. Aujourd’hui, l’équipe aérospatiale fait voler plusieurs pièces de conduits imprimées en 3D sur divers avions grâce à la capacité de créer des pièces précises, reproductibles et fiables grâce à l’impression 3D.
« Lors de la fabrication de l’un de nos projets d’ingénierie les plus sophistiqués, nous avons besoin d’une méthode capable de créer efficacement un conduit complexe, fonctionnel et léger – c’est là que l’impression 3D est parfaitement adaptée. Mais nous devons également nous assurer que les gaines produites seront approuvées par l’AESA pour le vol », explique M. Botting.
« Par conséquent, nous utilisons le thermoplastique à base de résine ULTEM™ 9085 – un matériau d’impression 3D à la fois robuste et léger, doté d’une résistance thermique et chimique élevée. Cela a été crucial pour surmonter le défi de la certification, car nous pouvons désormais imprimer en 3D des pièces répondant aux exigences souhaitées en matière de flammes, de fumée et de toxicité pour une utilisation à bord des avions. »
Voler vers l’avenir
C haque branche de l’entreprise a désormais pour objectif d’accroître l’utilisation de la fabrication additive pour les pièces finales dans tous les projets qu’elle entreprend. « La technologie FDM™ a modifié notre façon de travailler, et les imprimantes 3D et matériaux conforme à l’aérospatiale nous permettent de répondre à toutes nos exigences de fabrication.
Aujourd’hui, nous avons réussi à identifier les zones de l’avion dans lesquelles nous pouvons optimiser l’utilisation de pièces imprimées en 3D certifiées pour en tirer un grand bénéfice. À l’avenir, il ne fait aucun doute que l’impression 3D continuera à avoir un impact significatif sur la façon dont nous concevons et fabriquons nos avions », déclare M. Botting