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Des pièces de drones militaires imprimés en 3D avec Dimension

Des pièces de drones militaires imprimés en 3D avec Dimension


« Cela n’aurait pas été possible pour une entreprise de notre taille de concevoir et de construire ce produit en utilisant des méthodes de fabrication classiques »
John Oakley, Leptron

Leptron est un leader dans la fabrication d’hélicoptères télécommandés respectant les lois en vigueur et destinés à des fins militaires ou civiles. Il a notamment construit le RDASS 4. Ce drone pèse seulement 2kg et peut voler dans l’atmosphère en seulement 5 minutes. Ses quatre moteurs alimentés par une batterie électrique lui permettent de voler à plus de 100 mètres au-dessus du sol avec une ligne de vision d’un demi kilomètre. L’appareil embarque plusieurs caméras et d’autres équipements électroniques.

Une application militaire du RDASS 4 est de fournir à un véhicule blindé la capacité d’aller au-dessus de l’horizon et d’inspecter le terrain ou les structures qui pourraient présenter un danger. La simulation par ordinateur a montré que le dispositif peut augmenter la capacité de survie d’un véhicule blindé de 50%. Le RDASS 4 intègre également de nombreuses autres applications dont le travail de la police.

Le fuselage de l’appareil est constitué d’une série de sections appelées « couches » qui s’emboîtent telles des poupées russes. La société a développé plusieurs modèles pour chaque section correspondant aux spécificités de chaque application militaire ou civile. Les couches sont facilement interchangeables pour s’adapter aux besoins particuliers de l’application sans engendrer un coût supplémentaire ou un rallongement du délai de livraison.

Lors de la conception du RDASS 4, les ingénieurs de Leptron ont fait face à un défi : développer huit variétés de composants de fuselage dans un court laps de temps pour surpasser les concurrents sur le marché. Les composants en plastique formant la coque des couches doivent résister à des tests fonctionnels et de collision en faisant crasher l’appareil. Ce dernier doit démontrer sa capacité à être facilement réparé et piloté à nouveau après le crash. Quelques-unes des pièces mécaniques ont des besoins qui ne peuvent être satisfaits par le plastique. Elles sont donc réalisées en métal.

En utilisant l’approche traditionnelle, le moulage par injection en l’occurrence, il aurait fallu 250 000$ et 6 mois pour construire l’outillage pour ces composants du fuselage. Un autre problème qu’on rencontre avec cette méthode est que toute modification de la conception après la fabrication de l’outillage entraînerait des coûts et des délais supplémentaires. Des modifications importantes engendreraient des coûts et des retards plus importants à cause de la fabrication de nouveaux outils.

« Nous avons étudié diverses technologies de prototypage rapide et avons découvert que le processus FDM (impression par dépôt de fil) pourrait fournir des composants qui répondent aux exigences mécaniques des composants en plastique du fuselage », a déclaré John Oakley, Président Directeur Général de Leptron. La technologie FDM est un procédé de fabrication additive qui consiste à fabriquer des pièces en plastique par ajout de couches successives en utilisant les données de fichiers CAO.

Leptron utilise maintenant l’imprimante 3D Dimension pour construire rapidement les pièces finales du RDASS 4. L’impression des composants de base dure 48 heures contre 6 heures pour les petits composants. Les pièces imprimées conviennent pour l’évaluation de la forme et de l’ajustement, le test fonctionnel et pour les pièces finales. Utiliser la même machine d'impression 3D Dimension pour réaliser les prototypes et les pièces finales réduit les investissements initiaux et permet à Leptron de construire les drones sans passer par un atelier d’usinage. Les pièces en plastique nécessaires pour le prototypage et la production de huit appareils coûtent seulement 100 000$ pour un délai de 8 mois.

« Nous avons fait environ 200 modifications de conception au cours du projet », a déclaré Oakley. « Ils ont inclus tout, allant du renforcement de la structure à la consolidation des points faibles, passant par des améliorations aérodynamiques. Chaque pièce a été modifiée quatre fois au minimum. FDM nous a donné la possibilité de faire ces changements sans encourir des risques de pénalisation en termes de temps ou de coût. Cela n’aurait pas été possible pour une entreprise de notre taille de concevoir et de construire ce produit en utilisant des méthodes de fabrication classiques. »