Comment les solutions logicielles Materialise ont permis de concevoir le plus gros turboréacteur au monde

Le GE9X, le plus puissant turboréacteur au monde qui est spécialement développé pour le long-courrier nouvelle génération 777x de Boeing, a été testé pour la première fois sur le band d’essai en vol de GE en mars 2018. Découvrez comment les pièces indispensables de la turbine, imprimées en 3D, ont été conçues à l’aide des solutions logicielles Materialise, et comment ces mêmes solutions sont utilisées pour une fabrication en série certifiée dans l’industrie 4.0.

Dans cette nouvelle ère de la fabrication additive (FA), GE Aviation est à la pointe de l’impression 3D pour faire progresser l’industrie aéronautique. Illustration parfaite : le célèbre injecteur de carburant imprimé en 3D, un cas de référence pour l’optimisation de la conception. Ce succès sert d’exemple quant à la valeur ajoutée que l’impression 3D peut apporter dans des processus de fabrication spécifiques. Aujourd’hui, nous allons encore plus loin : la FA est désormais prête à être utilisée pour la production en série et une fois de plus, Avio Aero (une entreprise de GE Aviation) donne le ton avec le GE9X, le plus gros moteur à réaction au monde.

Relever les défis de l’impression 3D certifiée à l’échelle industrielle

Le moteur de 3,3 m de diamètre est composé de 6 pièces différentes imprimées en 3D, notamment les aubages de la turbine basse pression, fabriquées en alliage de titane et d’aluminium sur le site d’Avio Aero à Cameri, en Italie. Les aubes imprimées en 3D tournent à l’intérieur du moteur à une vitesse de 2 500 tours par minute en supportant des conditions extrêmes de chaleur et de forces.  En plus de répondre à toutes les exigences techniques, le processus de production des aubes imprimées en 3D est à la fois plus propre et plus économique que les méthodes de moulage plus traditionnelles utilisées pour produire ces pièces.

Au plus fort de sa production, entre 2022 et 2023, Avio Aero estime que 60 000 aubes seront produites chaque année, rien qu’en comptabilisant ces aubes en TiAla imprimées en 3D. Le défi à relever est donc de produire ces pièces imprimées en 3D à l’échelle industrielle, tout en répondant aux normes exigeantes de l’industrie aéronautique et en assurant le rendement industriel en environnement de production. En gardant cet objectif à l’esprit, Avio Aero a prévu d’ajouter 10 machines de fusion par faisceau d’électrons (EBM) Arcam (GE Additive) supplémentaires d’ici la fin de l’année aux 40 systèmes Arcam existants fonctionnant dans leur usine à l’heure actuelle.

Des solutions logicielles fiables et intégrées pour équiper l’industrie 4.0

L’impression 3D certifiée à l’échelle industrielle requiert des niveaux de traçabilité, de contrôle qualité et de répétabilité maximums tout en garantissant une cadence de production élevée grâce à une meilleure gestion du temps d’utilisation des machines, à une réduction des déchets et au contrôle des coûts.

De la conception aux finitions en passant par la production, chaque étape du processus doit être optimisée et intégrée afin d’aboutir à ce modèle de production numérique ininterrompu et performant. Pour relever ce défi avec brio, Avio Aero s’appuie sur une solution logicielle de FA fiable et intégrée qui leur permet de développer à grande échelle ses activités d’impression en 3D de manière performante, fiable, productive et sécurisée.

Comment un logiciel peut contribuer à la connectivité, la traçabilité et la productivité

Depuis la mise en service du site de production de Cameri en 2013, le système de gestion de FA Materialise Streamics a été l’élément clé qui a rendu possible le contrôle et l’automatisation du processus de FA d’Avio Aero.

Avio Aero a opté pour le système Streamics car celui-ci satisfait de façon unique aux exigences de contrôle, de standardisation, d’automatisation et de traçabilité des processus venant des normes extrêmement rigoureuses concernant la fabrication additive dans le secteur aéronautique. Streamics a été conçu pour améliorer la connectivité, et pour Avio Aero cela se traduit par la possibilité d’intégrer leurs activités en FA à leur système de ERP (SAP).

Toutes les opérations de production, de la préparation de la plateforme aux finitions, passent par Streamics. Le processus commence par la préparation des fichiers de la pièce dans Materialise Magics et fournit tous les outils nécessaires pour la réparation de géométrie, le positionnement, la création des supports, l’étiquetage et de nombreuses autres opérations pour préparer ls données et l’impression. Streamics permet ensuite de réaliser la préparation de façon automatisée, le stockage, le suivi et la visualisation de toutes les données du processus de FA ainsi que de centraliser la gestion des machines et tâches d’impressions.