UTC Aerospace Systems améliore sa production grâce à l'impression 3D

« L'environnement rigoureux de l'usine impose souvent des exigences élevées aux matériaux d'impression 3D. En se basant sur notre expérience, l'ULTEM 1010 est parfaitement capable de relever le défi. »

• Larry Crano, spécialiste de l'automatisation, UTC Aerospace Systems

La branche Aerostructures d'UTC Aerospace Systems a pour activité de construire un certain nombre de pièces importantes et cruciales pour de nombreux avions commerciaux et militaires leaders dans le monde, y compris les deux biréacteurs commerciaux les plus récents au monde, le Boeing 787 Dreamliner et l'Airbus A350 XWB. Ces pièces comprennent des nacelles, des inverseurs de poussée et des pylônes.

La fabrication de composants structurels pour les avions nécessite l’utilisation d’une large gamme de machines complexes. Aerostructures dispose d’un atelier d'usinage bien équipé. La branche est responsable de la production des pièces nécessaires pour que ces machines continuent de fonctionner à plein rendement. Elle est aussi chargée de la construction d'outils, de gabarits et d’accessoires pour optimiser la productivité.

Aerostructures a initialement acheté un système d'impression 3D Fortus 900mc ™ pour réduire les délais de mise sur le marché, en construisant des prototypes de composants pour de nombreux produits finis beaucoup plus rapidement qu'auparavant. Au cours des dernières années, UTC Aerospace a également utilisé l'imprimante 3D pour réduire considérablement les coûts et les délais nécessaires pour construire des pièces de rechange pour les machines ainsi que des outils, des gabarits et des accessoires.

En quête de solidité

Cependant, il restait encore de nombreux composants qui sont fabriqués par des méthodes de fabrication conventionnelles, car les matériaux d'impression 3D n'étaient pas encore suffisamment solides ou résistants à la chaleur. C’est le cas de la buse d'un système de collecte de fumée fourni avec une machine-outil. Les équipes de production ont suggéré de convertir la buse cylindrique en forme de Y pour mieux collecter les fumées dégagées dans deux zones différentes.

Les techniciens d'UTC Aerospace ont redessiné la buse et l'ont imprimée en 3D avec du matériau ABS. Des pinces à bascule en métal ont été utilisées pour la fixer au reste du système de collecte des fumées. Malheureusement, la buse imprimée en 3D s'est fissurée à l’endroit où les charges des pinces à genouillère ont été appliquées. Les techniciens ont estimé que la production d'une buse métallique à l'aide de l'usinage CNC coûterait environ 2 000 $ et prendrait environ 21 jours.

L’introduction de la résine ULTEM 1010

À cette époque, UTC Aerospace a pris connaissance de l’existence de la résine ULTEM 1010®, qui offre la plus haute résistance à la traction, à la chaleur et aux produits chimiques de tous les thermoplastiques FDM®.

« Nous avons testé le nouveau matériau et les résultats étaient très prometteurs. Nous avons donc décidé de produire la nouvelle buse en ULTEM 1010 », a déclaré Larry Crano, spécialiste de l'automatisation pour UTC Aerospace

Le coût, incluant celui du matériel et le taux de charge, était de 750 $ et la pièce a été produite en une journée. « L'ULTEM 1010 a fourni les qualités nécessaires pour la buse », a déclaré Crano. « La nouvelle pièce est utilisée depuis huit mois sans fissure ni autre problème et a résolu le problème du contrôle des fumées. Nous nous attendons également à ce qu'elle ait une durée de vie plus longue que la pièce imprimée précédemment. »

« Au-delà de cette application spécifique, nous pensons que l'ULTEM 1010 a aussi un énorme potentiel en matière d’impression d'outillages, de gabarits et d’accessoires en raison de sa solidité et de sa résistance à la chaleur exceptionnellement élevées », a conclu Crano. « L'environnement rigoureux de l'usine impose souvent des exigences élevées aux matériaux d'impression 3D. En se basant sur notre expérience, l'ULTEM 1010 est parfaitement capable de relever le défi. »