APERÇU DE LA FABRICATION ADDITIVE CHEZ BOEING AVEC LEO CHRISTODOULOU

L’utilisation de la technologie d’impression 3D chez Boeing pourrait sembler futuriste à certains, car elle fait léviter des objets et des vaisseaux spatiaux . Cependant, selon un directeur de Boeing, c’est normal, « je ne vais pas rester pour que le rêve de quelqu’un devienne réalité, nous devons juste le faire », a déclaré Leo Christodoulou.

Leo Christodoulou, directeur chez Boeing, parle du Boeing Dreamliner à la série Leadership in Innovation de l’hôtel Hilton jeudi après-midi.
Leo Christodoulou, directeur chez Boeing, discute du Boeing Dreamliner lors d’un événement précédent. Photo via le Rocky Mountain College.

Comment la plus grande entreprise aérospatiale du monde utilise l’impression 3D

Christodoulou est directeur des structures et des matériaux, des opérations d’entreprise et de la technologie chez Boeing  ( NYSE: BA) . Lors d’une présentation à la conférence Defense IQ sur la  fabrication additive pour l’aérospatiale, la défense et l’espace, il a expliqué comment l’impression 3D est de plus en plus utilisée par la plus grande société aérospatiale du monde et le plus grand exportateur américain.

Hier, le Pentagone a annoncé l’octroi d’un nouveau contrat à Boeing: un contrat de 679 millions de dollars comprenant cinq avions F / A-18E Super Hornet. Le Super Hornet contient au moins 150 pièces créées à l’aide de la méthode d’impression 3D sur métal par frittage laser sélectif (SLS).

FA-18E Super Hornet.  Photo via Boeing.
FA-18E Super Hornet. Photo via Boeing.

Plus de 50 000 pièces de l’avion volent dans des avions Boeing, toutes achetées à bord, avec une analyse de rentabilisation justifiant leur mise dans l’avion, selon Christodoulou. La majorité de ces pièces en service sont des polymères, principalement des types de nylon, ainsi que des composants de type composite.

Cependant, alors que GE concentre ses efforts sur l’intégration verticale , Boeing voit des opportunités substantielles dans la chaîne d’approvisionnement et une adoption à l’échelle de l’entreprise. Étant donné que la société a un coût d’approvisionnement de 65 milliards de dollars, il est possible de débloquer une valeur remarquable. « Nous voulons que la base d’approvisionnement soit efficace, productive et rentable », a déclaré Christodoulou.

Les avantages de la fabrication additive

Audition sur les technologies innovantes dans la fabrication de pointe Audience Comité sénatorial de l’énergie et des ressources naturelles Christodoulou a expliqué les avantages de la fabrication additive,

AM DÉTIENT AU MOINS TROIS AVANTAGES PROMETTEURS. TOUT D’ABORD, AM PERMET DE CONCEVOIR DES CONCEPTIONS AVEC DE NOUVELLES GÉOMÉTRIES QU’IL SERAIT DIFFICILE VOIRE IMPOSSIBLE D’UTILISER AVEC DES PROCESSUS CM, CE QUI PEUT AMÉLIORER LES PERFORMANCES D’INGÉNIERIE D’UN COMPOSANT. DEUXIÈMEMENT, AM PEUT RÉDUIRE L’EMPREINTE ENVIRONNEMENTALE «DU BERCEAU À LA PORTE» DE LA FABRICATION DES COMPOSANTS EN ÉVITANT LES OUTILS, LES MATRICES ET LES DÉCHETS DE MATÉRIAUX ASSOCIÉS AUX PROCESSUS DE FABRICATION ASSISTÉE PAR ORDINATEUR. TROISIÈMEMENT, LES NOUVELLES GÉOMÉTRIES RENDUES POSSIBLES PAR LES TECHNOLOGIES AM PEUVENT ÉGALEMENT GÉNÉRER DES AVANTAGES EN TERMES DE PERFORMANCES ET D’ENVIRONNEMENT POUR L’APPLICATION DES PRODUITS D’UN COMPOSANT.

Boeing a commencé ses activités métallurgiques pour AM en 2001. En 2003, ils avaient produit le F-15 Pylon Rib, ce que Christodoulou appelle « la plus grande réussite qui existe » et qui constitue désormais un exemple classique des avantages de la fabrication additive .

LES NERVURES DE PYLÔNE EN ALUMINIUM DU F-15 STRIKE EAGLE MANQUAIENT PRÉMATURÉMENT ET ÉTAIENT PEU APPROVISIONNÉES EN RAISON DE L’UTILISATION DES CHASSEURS EN IRAK. LE PROCESSUS DE FABRICATION ADDITIVE AU LASER (LAM) A ÉTÉ UTILISÉ POUR FABRIQUER DES ENSEMBLES DE MAGASIN EN TITANE EN SEULEMENT 2 MOIS, CE QUI A PERMIS DE RÉPONDRE À LA DEMANDE ACCRUE DE MISSIONS DISPONIBLES, D’AMÉLIORER LA SÉCURITÉ DES AVIONS ET DE PROLONGER DE CINQ FOIS LA DURÉE DE VIE DES PIÈCES DU PYLÔNE.

Le F-15.  Photo via Boeing.
Le F-15. Photo via Boeing.

La révolution dot-am

Le directeur de Boeing n’aime pas certains des rêves imaginaires entourant l’impression 3D: « Je n’aime pas le battage publicitaire d’un jour où nous allons le faire, une bonne ingénierie nous permettra d’obtenir les pièces de l’avion . » Par analogie avec l’impression 3D et l’histoire de l’informatique, il décrit le nombre sans cesse croissant d’entreprises et de jeunes entreprises liées à AM, « une révolution point-AM en train de se produire ».

RAPPELEZ-VOUS QUE CE N’EST PLUS LE PROTOTYPAGE. JE VEUX POUVOIR SAVOIR QUE VOUS NE POUVEZ RIEN CHANGER DANS LE SYSTÈME. NOUS AVONS DES CENTAINES D’ENTREPRISES DOT-AM À NOUS CONTACTER, MAIS À MOINS QUE JE DISPOSE D’UN SYSTÈME STABLE, IL EST IMPOSSIBLE POUR NOUS DE GÉRER. 

Prédictant une vague de consolidation dans l’industrie de l’impression 3D, il ajoute:  » il semble que tout le monde s’y intéresse, à un moment donné, la réalité va s’installer et nous aurons quelques acteurs dans les métaux, les polymères, etc. « 

L’impression 3D dominera l’outillage

C’est une autre prévision pour l’avenir de la fabrication additive, basée sur la réalité commerciale de Boeing plutôt que sur une boule de cristal. Christodoulou a déclaré: « AM dominera l’outillage ». Pour illustrer son propos, il décrit un outil BAAM chez Boeing qui réduit le temps de fabrication de plusieurs semaines à plusieurs semaines et coûte jusqu’à 70%. Sur une diapositive montrant le détenteur du record Guinness du plus grand objet imprimé en 3D, il déclare: « Nous ne faisons pas d’outils de démonstration, c’est un outil de production pour le 777X .»

Christodoulou continue d’expliquer comment la fabrication additive modifiera la défense grâce à de nouvelles architectures de conception et à une intégration au niveau du système et du véhicule, avec un poids réduit, un coût de pièce réduit et une efficacité accrue. Des changements se produiront également par le biais de cycles de conception / construction réduits dans lesquels l’intégration de logiciels et de systèmes favorise l’efficacité, bien que l’impact soit moins important que pour l’aviation commerciale.

Ailes comparatives.  Image via Flightglobal.
Ailes comparatives. Image via Flightglobal.

Toutefois, l’impact le plus important de la défense antimissile sur la défense concernera la production automatisée. La technologie permettra de produire en cas de besoin des pièces dont le taux de production est faible, souvent avec des lacunes dans la fabrication. Le maintien sur de longues périodes de post-production et la capacité de s’adapter aux mises à niveau en milieu de vie « bénéficieront de Design for AM », selon Christodoulou.

Clôture de sa présentation, Christodoulou aborde l’industrialisation de l’AM et sa vision pragmatique: « Restons simples. Savons-nous tout? Non, mais nous avons 50 000 pièces volantes aujourd’hui. Et zéro sont là à cause d’une démo.