Industrie aérospatiale

Fabrication additive dans l'industrie aérospatiale

Produisez à la demande des composants aérospatiaux complexes, légers et hautes performances grâce à la fabrication additive. Cette approche permet des conceptions avancées, une meilleure efficacité énergétique et des solutions d'ingénierie impossibles à réaliser avec les méthodes traditionnelles.

Fabrication additive dans l'industrie aérospatiale

Défis

Ce que l'industrie aérospatiale exige – et quelle est notre solution

Conception légère

Les composants imprimés en 3D légers jouent un rôle essentiel dans l'aérospatiale, car même de faibles réductions de poids apportent des bénéfices mesurables en termes d'efficacité énergétique, de capacité de charge utile et de coûts globaux. La fabrication additive permet aux ingénieurs de créer des structures hautement optimisées avec une distribution de charge adaptée, des architectures en treillis et des géométries internes complexes qui maximisent la résistance et la rigidité tout en minimisant l'utilisation de matériau. Les composants d'aéronefs et de vaisseaux spatiaux peuvent ainsi répondre aux exigences mécaniques, de sécurité et de certification strictes du secteur, sans masse superflue, contribuant à des performances accrues et à une meilleure durabilité sur l'ensemble des plateformes aérospatiales.

Géométries complexes et personnalisation

Les composants aérospatiaux requièrent souvent des conceptions sophistiquées telles que des structures en treillis, des canaux internes et des formes optimisées topologiquement. L'impression 3D permet aux ingénieurs de produire ces géométries complexes en une seule pièce, ce qui serait difficile ou impossible avec l'usinage ou le moulage conventionnels. Les canaux de refroidissement internes, les sections creuses et les formes organiques peuvent être imprimés directement sans nécessiter plusieurs pièces ni assemblage. Cela réduit le nombre de composants, minimise les joints et les fixations, et améliore l'intégrité structurelle tout en diminuant le poids global – un facteur déterminant en aérospatiale.

Résistance mécanique et fiabilité

Les composants imprimés en 3D utilisés en aérospatiale se caractérisent par une haute résistance mécanique et une fiabilité élevée lorsqu'ils sont fabriqués dans des conditions contrôlées. Le procédé de fabrication couche par couche permet un contrôle précis de la répartition du matériau, produisant des composants à haute intégrité structurelle et à capacité portante optimisée. Les propriétés du matériau telles que la résistance à la traction, la résistance à la fatigue et la ténacité peuvent être ajustées via les paramètres de procédé et le post-traitement, garantissant que les composants répondent aux exigences strictes de l'industrie aérospatiale.

Contrôle environnemental et étalonnage des équipements

L'impression 3D peut améliorer significativement le contrôle environnemental, l'étalonnage des équipements et la garantie de l'intégrité structurelle en aérospatiale. En produisant des composants complexes avec une haute précision directement à partir de conceptions numériques, l'impression 3D réduit la dépendance à l'usinage et à l'assemblage manuels intensifs. Ceci diminue le risque de contamination en environnement salle blanche. Les composants peuvent être imprimés avec des tolérances serrées, favorisant un étalonnage cohérent et réduisant la fréquence des ajustements d'équipement.

Pièces de vol en usage final

Les filaments aérospatiaux Stratasys® ULTEM™ 9085 sont fabriqués conformément à des spécifications aérospatiales strictes et offrent une traçabilité de production complète. La certification Stratasys® Aircraft Interiors Certification fournit des directives pour la conception et la fabrication de composants d'intérieur d'aéronefs conformes aux normes FAA et EASA, en utilisant l'ULTEM™ 9085 certifié FDM.

L'ULTEM™ 9085 est un thermoplastique polyétherimide (PEI) hautes performances spécialement développé pour les applications nécessitant une haute résistance thermique, une résistance mécanique élevée et une stabilité dimensionnelle exceptionnelle. Il est ainsi idéal pour les pièces d'intérieur aérospatiales certifiées et fonctionnelles. Le matériau présente une température de traitement élevée d'environ 295 °C et peut être utilisé dans des environnements à haute température exigeants.

Grâce à sa haute résistance à la traction et à sa rigidité, ce matériau convient parfaitement aux composants porteurs dans l'industrie aérospatiale.

Propriétés

Résistance à la traction : 69 MPa (9 950 psi)
Température de fléchissement sous charge (HDT) : 153 °C (307 °F)
Classement au feu : UL 94-V0 (certifié FST – flamme, fumée et toxicité)

Cas d’utilisation

Supports de sièges
Panneaux
Conduits d'air
Prototypes fonctionnels avancés

Pièces de vol en usage final

Antero® 800NA est un thermoplastique FDM® à base de PEKK aux excellentes propriétés mécaniques, notamment une haute résistance, une résistance thermique, une ténacité et une résistance à l'usure. La température de fléchissement sous charge (HDT) est de 147 °C à 1,82 MPa (264 psi) et de 150 °C à 0,45 MPa (66 psi), ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une stabilité mécanique à température élevée.

Propriétés

Résistance à la traction : 93 MPa (axe XZ)
Température de fléchissement sous charge (HDT) : 150 °C à 0,45 MPa (66 psi)
Résistance au choc entaillé (Izod, entaillé) : 37 J/m (axe XZ)

Cas d’utilisation

Outillage et gabarits pour stratification de composites
Structures de montage et de support à haute résistance et dimensionnellement stables pour avionique, capteurs et antennes
Composants de satellites et de vaisseaux spatiaux répondant aux exigences strictes de dégazage ultra-faible pour éviter la contamination des optiques, capteurs et surfaces sensibles en environnement vide

Outillage de stratification en fibre de arbone

L'ULTEM™ 1010 est un thermoplastique polyétherimide (PEI) hautes performances largement utilisé en aérospatiale pour l'outillage de stratification en fibre de carbone, grâce à sa stabilité thermique exceptionnelle, sa résistance mécanique et sa précision dimensionnelle. Il offre une température de service continue pouvant atteindre 200 °C, ce qui le rend adapté aux cycles d'autoclave en stratification de fibres de carbone. Le matériau présente d'excellentes performances thermiques et mécaniques, avec une température de fléchissement sous charge (HDT) de 213–216 °C (à 0,45–1,82 MPa), lui permettant de maintenir une stabilité dimensionnelle dans des conditions de haute température.

Propriétés

Résistance à la traction : 64 MPa (direction XZ) / 42 MPa (direction ZX)
Allongement à la rupture : 1,1–4,0 %
Température de fléchissement sous charge (HDT) @ 0,45 MPa (66 psi) : 216 °C

Cas d’utilisation

Gabarits de perçage, de découpe et de contrôle
Prototypes et pièces de test fonctionnel
Moules et mandrins autoclavables

Gabarits et supports

Le Nylon 12 CF de Stratasys® est un thermoplastique Nylon 12 renforcé de fibres de carbone pour l'impression 3D FDM, offrant un rapport résistance/poids exceptionnel, ce qui le rend idéal pour les applications aérospatiales exigeantes telles que les gabarits et l'outillage. Le matériau atteint la plus haute résistance à la flexion parmi les matériaux FDM Stratasys® avec 142 MPa (22 200 psi), offrant une rigidité supérieure et une température de fléchissement sous charge (HDT) de 153,7 °C à 24 psi (0,16 MPa). La teneur en fibres de carbone de 35 % en poids augmente la stabilité dimensionnelle, la résistance aux chocs (106 J/m IZOD entaillé) et la résistance chimique, garantissant des performances fiables lors d'une utilisation répétée en environnement aérospatial. Ces propriétés permettent la production de gabarits conformes pour des composants flexibles, tels que les assemblages de tôlerie, tout en maintenant la précision pour les guides de perçage et autres outillages. En aérospatiale, le Nylon 12 CF peut remplacer le métal dans les gabarits et l'outillage, offrant un rapport rigidité/poids élevé qui réduit le poids des composants sans compromettre la durabilité.

Propriétés

Résistance à la flexion : 142 MPa (22 200 psi)
Résistance à la traction (XY) : 83,5 MPa (12 100 psi)
Résistance à la traction (XZ) : 83,4 MPa (12 100 psi)
HDT @ 24 psi (0,16 MPa) : 153,7 °C

Cas d’utilisation

Gabarits de stratification de composites
Gabarits de positionnement de perçage et de fixation
Outillage pour effecteurs robotiques
Applications à température ambiante élevée

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