Magazine Vendredi 21 décembre 2018 - 09:22

30 000 injecteurs de carburant imprimés en 3D

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Début octobre 2018, GE Additive, filiale de la société General Electric, a annoncé la conception par fabrication additive de son 30‑000einjecteur de carburant pour le moteur LEAP de Safran. Ces pièces ont été conçues sur le premier site du groupe dédié à la production en série par fabrication additive, à Auburn, en Alabama.

Le moteur LEAP connaît un incroyable succès et compte parmi les plus vendus de l’aviation commerciale de GE, dont le carnet de commande (au moment de l’écriture de cet article) s’élève à 16­ 300 moteurs. Ce succès provient notamment du fait que ce moteur possède une efficacité énergétique jusqu’à 15 % supérieure à celle des meilleurs moteurs CFM56. Les moteurs LEAP sont fabriqués par CFM International, une coentreprise à parts égales entre GE et Safran Aircraft Engines, filiale du groupe international de haute technologie Safran.

Une usine de production en série

Depuis de nombreuses années, Safran Aircraft Engines et GE exploitent le potentiel des nouvelles technologies, dont la fabrication additive, pour concevoir de nouveaux produits et conquérir de nouveaux marchés. Par exemple, les pales et les carters du moteur LEAP sont fabriqués à partir d’un composite «­ tissé­ » en 3D, utilisant le procédé RTM (Resin Transfer Moulding). Cette technique permet de réduire le poids du moteur, et par conséquent la consommation de carburant ainsi que les émissions d’oxydes d’azote (NOx). En 2014, GE a investi 50 millions de dollars dans le site d’Auburn, en Alabama, aux États-Unis, en vue d’y développer l’utilisation de la fabrication additive. S’étalant sur près de 30­000 m2, l’usine est équipée de plus de 40 imprimantes et compte 230 personnes. Le nombre d’employés devrait même atteindre 300 en 2019. Mais surtout, cette usine imprime des pièces… en série, et notamment un injecteur de carburant pour le moteur LEAP.

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De vingt composants soudés à une pièce imprimée

L’injecteur de carburant a pour but d’injecter le carburant dans le moteur, comme son nom l’indique. Il doit être solide et capable de supporter des températures élevées, tout en insufflant suffisamment de carburant. À Auburn, GE Aviation a commencé à produire cet injecteur en 2015. Cette pièce imprimée en 3D est l’un des exemples les plus utilisés pour démontrer l’utilité de la fabrication additive. Cette technologie permet, dans ce cas précis, d’alléger la pièce, de gagner du temps et de réduire les coûts de production. Elle a permis de diminuer les NOx de 50­ %. Mais surtout, grâce à la fabrication additive, l’injecteur de carburant est passé d’un assemblage de vingt composants soudés à une seule pièce imprimée.  Un gain de poids de 25­ % et une résistance accrue !

Une production en série

Ces injecteurs de carburant imprimés en 3D ont permis d’économiser 3­ millions de dollars par avion. En annonçant la production du 30­ 000einjecteur de carburant fabriqué sur une imprimante 3D, GE a finalement prouvé que la technologie additive peut être, dans certains cas, utilisée pour produire des pièces en grand nombre… et embarquées à bord des avions. Cette étude de cas marque, sûrement, le début de l’adoption des processus de fabrication additive pour la production de pièces en série.

Au début de l’année 2018, GE Aviation a ouvert un nouveau complexe d’usines à Huntsville, en Alabama, d’une valeur de 200 millions de dollars. Il s’agira du premier centre de production de matériaux utilisé, aux États-Unis, pour la fabrication de composites à matrice céramique.

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