Bourget 2015 : comment l'impression 3D métallique bouleverse la conception

Difficile de rater la fabrication additive au Salon du Bourget. Fabricants de machines, sous-traitants de production, donneurs d’ordres, tous y vont de leurs pièces types pour montrer que cette technologie arrive à maturité et va faire son entrée dans leur chaîne de production. On sent poindre une nouvelle ère.

Avec la démocratisation de la fabrication additive, notamment métallique, nous sommes à la croisée des chemins dans le domaine de la conception et de la production. Cette technologie va modifier inéluctablement et profondément notre manière d’appréhender les pièces et assemblages mécaniques, et par là même l’architecture des systèmes les utilisant.

Il s’agit là d’une évolution de rupture comme l’industrie en a déjà connue un certain nombre. Cela me fait penser au lancement de la ‘‘carrosserie tout acier’’ en France en 1924 par André Citroën sur son modèle B10. Une technologie inventée aux Etats-Unis par Edward Gowan Budd, appliquée à des Hupp Motor puis des Dodge. Jusque-là les automobiles étaient toutes construites autour d’une architecture basée sur un châssis échelle (2 longerons reliés par des traverses réalisés en profilés) supportant les essieux, le moteur et l’arbre de transmission, sur lequel était posée une carrosserie constituée d’une structure porteuse fait d’un assemblage de pièces de bois supportant un ensemble de panneaux de tôle d’acier clouées.

La ‘‘carrosserie tout acier’’ remplaçait la structure bois par un assemblage de profilés soudés sur lesquels les tôles de carrosserie étaient elles-mêmes soudées. Le procédé moins cher et plus rapide à mettre en œuvre, permettait de plus de créer des carrosseries plus aérodynamiques et plus résistantes. Cela abouti 10 ans plus tard à la Traction-Avant, qui était dotée d’une caisse autoporteuse où structure de la carrosserie et châssis ne faisaient plus qu’un. Une architecture monocoque qui apporte une grande rigidité améliorant la tenue de route, ainsi qu’une meilleure résistance au crash. Elle est aujourd’hui celle de la quasi-totalité de nos voitures.

Une conception révolutionnaire

La fabrication additive métallique va apporter un nouvel élan de créativité aux ingénieurs, qui vont pouvoir disposer la bonne matière (à la fois en termes de nature, de structure et de quantité) au bon endroit, pour satisfaire au plus juste aux contraintes que doit supporter leur pièce, sans être bridés par des considérations de possibilités de fabrication. Une véritable révolution de la conception, qu’il va falloir appréhender et maîtriser.

L’exemple le plus flagrant que j’ai pu voir au Bourget est une maquette au 1/8^e de mat réacteur (l’ensemble mécanique fixant le moteur sous l’aile) présenté par Sogeclair Aerospace. Cet ensemble, issu d’un projet de R&D mené avec l'éditeur d'outils de simulation et d'optimisation Altair et le prestataire d'impression 3D Initial, est imprimé sur une machine EOS en polyamide. A l’échelle Un, cet ensemble de 6 m de long sera imprimé en Inconel 718. Il sera composé de 14 pièces pour une masse de seulement 350 kg, contre 450 kg pour un assemblage de 654 pièces taillées dans la masse.

Et ça, c’est vraiment nouveau !

Jean-François Prevéraud

Sélectionné pour vous

Comment le logiciel multi-physique d’Ansys aidera Safran à concevoir les futurs moteurs d’avions

Un échangeur de chaleur ultra compact et efficace grâce à l'impression 3D et au design génératif

Le projet de recherche AIRchitecture sur les avions légers électriques tire un premier bilan et se prolonge