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Le groupe Marshall Aerospace and Defence prend son envol avec l’impression 3D

Le groupe Marshall Aerospace and Defence prend son envol avec l’impression 3D


« La résine ULTEM ™ 9085 est de qualité aérospatiale et possède une traçabilité documentée, ce qui nous permet de certifier ces pièces pour le vol. »
Chris Botting, Ingénieur en matériaux, procédés et fabrication additive du groupe Marshall Aerospace and Defence

 

Basé au Royaume-Uni, Marshall Aerospace and Defence Group est l'une des plus grandes sociétés privées dans le secteur de l'aérospatiale et de la défense. Elle 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 construction d'abris.

Pour améliorer sa réactivité, réduire les délais et les coûts de production et rester innovant, Marshall a décidé de considérer la fabrication additive avancée comme une solution possible. Le groupe utilise désormais les imprimantes 3D Fortus 450mc ™ et F370 ™ de Stratasys® basées sur la technologie FDM® pour le prototypage, l'outillage avancé et la production de pièces finales.

Par ailleurs, Land Systems, qui fait partie du groupe Marshall Aerospace and Defence, utilise les imprimantes 3D pour fournir de manière transparente et à moindre coût des preuves de concept aux clients en moins d'une journée.

« Chez Land Systems, nous devons créer des prototypes de pièces extrêmement complexes sans recourir à une machine complexe », explique Stuart Dean, responsable de la conception chez Marshall Land Systems. « En disposant d'un F370 en interne, nous avons un système facile à utiliser qui fournit des résultats fiables tout au long du processus de prototypage. Auparavant, nous devions externaliser nos requêtes en matière de prototypage, ce qui créait un goulot d'étranglement en termes de productivité. »

Recherche d'efficacité avec l'impression 3D

Toute interruption de la production pose des défis difficiles à relever et souvent coûteux. Grâce à la fabrication additive en interne, Marshall Aerospace a pu réduire au minimum le remplacement d’outils, améliorer la réactivité face aux besoins de fabrication des ingénieurs et créer des solutions d'outillage plus innovantes.

Dans une autre activité du groupe, la fabrication additive interne a été utilisée pour des séries limitées. Traditionnellement, les outils étaient fabriqués en aluminium, ce qui était souvent coûteux et long et ne laissait que peu de marge de manœuvre pour la conception. L'équipe constate maintenant des gains d'efficacité dans la production d'outils en utilisant l'impression 3D.

« Dorénavant, nous produisons régulièrement des outils personnalisés à faible volume dans les 24 heures qui suivent la demande d’un ingénieur et pour une fraction du coût d’un outil en aluminium », déclare Chris Botting, ingénieur matériaux, procédés et fabrication additive au sein du groupe Marshall Aerospace and Defence. « En utilisant des thermoplastiques haute performance et de qualité technique, nous pouvons produire des outils adaptés à des travaux spécifiques avec une qualité reproductible et prévisible. »

Parmi les autres applications en outillage de la fabrication additive Stratasys chez Marshall, on peut citer les gabarits de forage, les gabarits de masquage, les fixations collées et les outillages en composite.

« Tous les outils que nous créons ont des exigences différentes et sont 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 Botting.

Imprimer en 3D des pièces prêtes à voler

Lorsqu'elle a été chargée de créer un prototype d'adaptateur de conduit, indispensable pour permettre à l'air frais de refroidir l'avionique d’un avion lorsqu'il est au sol, l'équipe s'est tournée vers l'impression 3D.

« Avant de nous engager dans l'usinage coûteux en aluminium, nous avons utilisé le 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 pu ensuite démontrer », déclare Botting. « Le conduit imprimé en 3D a entraîné 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. Globalement, la fabrication de cette pièce en nylon 12 ne représentait 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 au sol. Aujourd’hui, l’équipe Aérospatiale dispose de plusieurs conduits imprimés en 3D qui volent sur différents aéronefs grâce à la possibilité de créer des pièces précises, répétables et fiables avec l’impression 3D.

« Lors de la fabrication de l'un de nos projets d'ingénierie les plus sophistiqués, nous avions besoin d'une méthode capable de créer efficacement des conduits complexes, fonctionnels et légers - c'est là que l'impression 3D est parfaitement adaptée. Néanmoins, nous devons également veiller à ce que les conduits fabriqués soient approuvés par l'AESA pour le vol », explique Botting. « Nous avons donc utilisé la résine thermoplastique ULTEM ™ 9085, un matériau d’impression 3D robuste et léger, offrant une résistance thermique et chimique élevée. Cela a été crucial pour surmonter le défi de la certification, car nous pouvons maintenant imprimer des pièces en 3D avec les exigences voulues en matière de résistance à la flamme, à la fumée et à la toxicité pour une utilisation sur un avion. »

Voler vers le futur

Chaque branche de l'entreprise a désormais pour objectif d'accroître l'utilisation de la fabrication additive dans les pièces finies dans tous les projets qu'elle entreprend.

« FDM Technology ™ a modifié notre façon de travailler et les imprimantes 3D et matériaux 3D de qualité aérospatiale répondent à toutes nos exigences de fabrication. Aujourd'hui, nous avons identifié avec succès les zones de l'aéronef dans lesquelles nous pouvons optimiser l'utilisation de pièces imprimées en 3D certifiées pour plus d’avantages. À l’avenir, il ne fait aucun doute que l’impression 3D continuera d’avoir un impact considérable sur la façon dont nous concevons et fabriquons nos avions », déclare Botting.

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