Le géant de la défense Honeywell a récemment annoncé que son boîtier de roulement imprimé en 3D avait été approuvé pour une utilisation sur l’avion de patrouille maritime Dassault Falcon 20G.
Enfin, un composant métallique imprimé en 3D a reçu cette certification FAA ultra prisée qui permettra à ce composant d’être utilisé dans un système critique pour le vol.
C’est un développement super excitant, et qui mérite de sortir le champagne.
Critique Quoi ?
Tout d’abord, définissons ce qu’est un composant critique.
Selon le site Web de la FAA, les pièces critiques sont :
« les pièces qui dépendent du respect des exigences d’intégrité prescrites pour éviter leur défaillance principale, ce qui est susceptible d’entraîner un effet moteur dangereux. »
En d’autres termes, s’il casse, tout le moteur tombe en panne et vous pourriez tomber du ciel.
Cette définition s’applique aux arbres de turbine/compresseur, aux composants de la boîte de vitesses, aux pales de ventilateur (avez-vous déjà vu une pale de ventilateur percer un carter ? Il y a suffisamment de force équivalente agissant sur la pointe d’une pale de ventilateur comme dans un bus à impériale) et d’autres pièces qui peut entraîner une défaillance catastrophique.
Souvent, ces composants n’ont aucune redondance et sont considérés comme des défaillances potentielles ponctuelles. C’est pourquoi ils doivent être testés, testés, testés et testés encore plus, ce qui coûte souvent des millions de dollars en coûts de développement et de certification.
Lorsque des pièces critiques tombent en panne… les choses tournent mal.
Par conséquent, ils ne doivent pas être d’une conception à sécurité intégrée… mais d’une conception à durée de vie sûre, ce qui signifie qu’il devrait y avoir un risque de défaillance proche de zéro pendant la durée de vie prescrite du composant. Une fois cette durée de vie écoulée, la pièce est simplement remplacée. Aucun entretien n’est nécessaire pendant la durée de vie de la pièce. Il doit être très fiable, aussi proche de 100 % de fiabilité, à quelques décimales près.
Une entreprise singapourienne obtient la certification pour l’impression aéronautique
Logement de palier
L’une de ces pièces est le boîtier de roulement, qui loge le roulement qui maintient l’arbre principal sur un moteur à turbine, comme celui que l’on trouve sur le Dassault Falcon 20G.
Le boîtier de roulement réside sur le turboréacteur Garrett ATF3, qui est un turboréacteur à 3 corps conçu par Garrett AiResearch et Honeywell Aerospace.
Chaque bobine nécessite deux roulements d’arbre principal, l’un étant un roulement à billes et l’autre étant un roulement à rouleaux. Les roulements fabriqués en additif sont les roulements #4-5.
Malheureusement, Honeywell n’a publié aucune image claire du composant imprimé en 3D, ce qui n’est pas vraiment surprenant compte tenu du coût probable de son développement. Vous pouvez voir une coupe du moteur ci-dessous. Les roulements sont situés à différentes positions de l’arbre/des bobines.
Impression d’un logement de roulement
Alors pourquoi imprimer un boîtier de roulement ?
Dans ce cas, les avantages sont doubles.
Le moteur ATF3 est assez ancien. Il existe depuis les années 1960, il y a donc des problèmes de chaîne d’approvisionnement avec certains de ces composants obsolètes.
« Bien qu’il n’y en ait pas beaucoup en service, Honeywell est responsable de l’assistance et de la maintenance de ces moteurs. Nous devions trouver un moyen de résoudre ces problèmes de chaîne d’approvisionnement et de maintenir ces avions en vol », a déclaré Jon Hobgood, vice-président de l’ingénierie de fabrication chez Honeywell Aerospace.
« Nous avons pu utiliser notre expertise en fabrication additive pour produire la pièce qualifiée beaucoup plus rapidement, réduisant notre délai d’environ deux ans à deux semaines. »
Et c’est là que réside le deuxième avantage. Une réduction du délai de 2 ans à seulement 2 semaines est assez phénoménale.
La pièce est donc certifiée… et ensuite ?
Il a déjà été installé dans un avion et Honeywell prévoit d’en imprimer des dizaines d’ici la fin de l’année.
Après ça, qui sait quelle est la suite ? Arbres principaux imprimés en 3D ? Lames de compresseur ? Cela peut prendre encore un certain temps, car il y a des quantités phénoménales de couple et de torsion agissant sur ces pièces.
Et les aubes de compresseur/turbine ont tendance à être fabriquées à partir de structures monocristallines pour réduire les risques de propagation de fissures dans la pièce. Très cher, très chronophage. Et potentiellement le Saint Graal de la fabrication additive aéronautique ? Pourrait être.
Mais, le chat est très certainement sorti du sac en ce qui concerne les pièces critiques AM. Il n’y a pas de retour en arrière.
Et nous vous apporterons absolument des mises à jour lorsque le prochain composant critique sera fabriqué, quel qu’il soit.