EADS imprime ses drones en 3D

L’avionneur présente sur son stand à Farnborough 2012, un projet de petit drone aux ailes interchangeables en fonction des missions. Celles-ci sont réalisées en prototypage rapide pour limiter les coûts. Après la réalisation d’outillages, d’autres applications embarquées d’impression 3D sont en cours de validation dans plusieurs filiales du groupe.

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EADS imprime ses drones en 3D
Bientôt des drone adaptés pour chaque mission grâce à l'impression 3D

EADS Innovation Works présente au salon aéronautique de Farnborough 2012 (09-13 juillet) un prototype de drone construit selon le procédé de fabrication additive ALM (Additive Layer Manufacturing).

Ce petit drone portable d’une envergure d’environ 1,5 mètres a été conçu par quatre étudiants de la faculté d’ingénierie de l’Université de Leeds. Il est contrôlable sur une courte distance par l’intermédiaire d’une liaison vidéo sans fil. Alimenté par des batteries, il pourrait être employé dans le cadre de missions de surveillance, de recherche et sauvetage ou de gestion de catastrophe.

L’utilisation de l’impression 3D dans la fabrication d’un drone ouvre de nouvelles possibilités en matière d’optimisation aérodynamique, telle la ‘‘torsion’’ de l’aile, dont la réalisation est traditionnellement difficile et coûteuse. Avec le prototypage rapide, il devient possible d’imprimer divers types d’ailes détachables dans des délais relativement courts, afin d’adapter le drone aux besoins de missions spécifiques.

Les étudiants ont développé le concept initial du drone, conçu l’ensemble et effectué l’analyse aérodynamique sous la direction de Martin Muir, expert d’EADS. Pour tirer profit de la technologie ALM, les étudiants ont réalisé une conception détaillée de la voilure grâce à l’optimisation topologique et aérodynamique. Le procédé ALM permet la fabrication d’une voilure optimisée en termes de poids, d’aérodynamique et de stabilité, tout en maintenant les coûts de production à un niveau faible. Les tests effectués ont assuré l’optimisation des angles d'incidence et de torsion. Le coût de fabrication par des technologies traditionnelles d’éléments aussi complexes pour un petit drone est normalement trop élevé. L’impression 3D a permis de le réduire fortement.

Le dimensionnement et l’optimisation du fuselage ainsi que de la voilure du drone ont été réalisés dans l’optique d’une utilisation future des piles à combustible à hydrogène légères (Lightweight Hydrogen Fuel Cell – LwHFC), actuellement en cours de développement dans les laboratoires d’EADS Innovation Works. Ce qui explique les grands espaces ouverts et le profile large des ailes. L’utilisation d’une telle source d’énergie permettrait de faire passer l’autonomie du drone de deux heures à environ six heures en vol continu.

Déjà d’autres applications

Pour le moment, le drone réalisé en matériaux plastiques présenté à Farnborough est un modèle d’exposition vouée uniquement à la démonstration du concept réalisable grâce à la technologie ALM. Mais une version métallique apte au vol verra le jour dans les installations ALM d’EADS Innovation Works UK à Filton. La fabrication de cet aéronef s’effectuera alors au moyen d’un procédé de frittage laser de poudre métallique (Direct Metal Laser Sintering – DMLS).

Selon les résultats d’essais menés par EADS Innovation Works les éléments confectionnés par le procédé ALM sont jusqu’à 65 % plus légers pour une résistance égale, que les composants usinés classiquement.

Le groupe EADS utilise déjà le procédé ALM pour la fabrication d’équipements et outillages chez Airbus, ainsi que pour la mise en œuvre d’applications aériennes par Eurocopter et Astrium. Le développement du procédé ALM concerne donc l’ensemble du groupe, sous l’impulsion du centre de recherche d’EADS au Royaume-Uni, qui dirige les activités ALM du groupe.

Ainsi, EADS présente sur son stand à Farnborough 2012 une autre pièce novatrice fabriquée en Grande-Bretagne selon le procédé ALM : un dispositif de flux laminaire qui se fixe sur les bords d’attaque de la voilure, afin de générer un flux laminaire sur de grandes sections d’aile en flèche, en supprimant la couche limite turbulente de l’écoulement dans la zone de raccordement sur le bord d’attaque de l’aile. Réduisant la traînée due au frottement superficiel par rapport au flux turbulent, le flux laminaire diminue la consommation de carburant.

Dans ce cas, le procédé de fabrication ALM a été retenu car il autorise la production de profils aux contours complexes à un coût réduit. Le dispositif monté sur la maquette exposée à Farnborough est fabriqué à partir du matériau ScalmalloyRP développé par EADS, qui présente des propriétés mécaniques exceptionnelles, intéressante dans la production de structures aux profils complexes.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.eads.com/

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