Le 7 octobre 2021

La division Manufacturing Intelligence de Hexagon annonce le lancement d’une nouvelle solution en collaboration avec Stratasys, un leader dans le domaine des systèmes d’impression 3D de polymères. Celle-ci aidera les avionneurs d’une part à fiabiliser la performance et la sécurité de composants plastiques imprimés en 3D et d’autre part à raccourcir le délai de mise sur le marché. L’ingénierie virtuelle et l’assistance dans la fabrication qu’offre ce partenariat, permettront aux clients de réduire la phase de conception et d’essai, qui dure en principe deux à trois ans, à une période de six à neuf mois.

Grâce à ce nouveau partenariat, les utilisateurs du filament ULTEM™ 9085 de Stratasys peuvent désormais se servir du logiciel de modélisation de matériaux Digimat de Hexagon pour prédire le comportement de pièces imprimées. Le filament ULTEM™ 9085 est utilisé pour fabriquer des intérieurs de cabine d’avion, tels que des supports, éléments de pose de câble, recouvrements et composants de conduit. Toutes ces pièces doivent remplir des exigences sévères, par exemple en matière d’inflammabilité et de toxicité, pour être certifiées. Airbus utilise la technologie FDM^™ dans ces applications depuis 2014. Certains clients emploient aussi ce matériau pour l’aménagement intérieur de cabines, comme Diehl Aviation, qui s’en est servi pour réaliser les parties supérieures de rideau séparant les différentes classes dans l’Airbus A350.

Dans le secteur de l’aviation, la conformité des matériaux avec les standards de certification est capitale. La résine ULTEM™ 9085 est un thermoplastique retardant de haute performance, ayant un très bon rapport robustesse/poids, une excellente résistance à la chaleur et une très bonne tenue aux chocs. Elle possède aussi des caractéristiques favorables en relation avec le comportement aux flammes, à la fumée et la toxicité (FST). Le logiciel de modélisation de matériaux offre aux ingénieurs un outil de travail validé pour l’analyse du comportement mécanique de ce matériau dans une conception de produit définie, en cas d’impression avec deux imprimantes compatibles.

Avec Digimat, les ingénieurs sont en mesure de prédire le comportement de pièces réalisées avec le filament ULTEM™ 9085, lorsqu’ils utilisent des imprimantes Stratasys approuvées. Cette analyse est rendue possible grâce à un modèle de matériau virtuel développé conjointement par les deux entreprises, à travers des essais physiques, qui inclut des informations détaillées sur la microstructure interne du matériau. Les fonctionnalités de simulation de processus du logiciel aident les fabricants à éviter des défauts comme la délinéation du gauchissement d’une pièce, et leur permettent d’analyser le temps d’impression et les frais de matériau pour les trajectoires d’outil spécifiques de ces machines qui fournissent un résultat optimal.

La solution offre un certain nombre d’avantages aux ingénieurs en aéronautique :

Plus grande assurance – le véhicule aérien doit respecter des réglementations sévères, et les fabricants doivent convaincre les organismes de contrôle et prouver le comportement d’une pièce. Alors qu’il fallait auparavant des années d’essais pour y parvenir, le système analytique validé Digimat accélère la procédure et permet aux ingénieurs de prédire fiablement le comportement d’une pièce.

Lancement plus rapide sur le marché – en améliorant la performance du matériau et en réduisant le nombre d’itérations de prototypes physiques, cette solution peut réduire considérablement les temps de développement et délais de mise sur le marché de nouvelles pièces et donc de véhicules aériens, en accélérant l’innovation.

Meilleure compréhension – jusqu’ici, les ingénieurs n’ont pas été en mesure de comprendre comment les propriétés du matériau s’appliquent au fil des trajectoires d’outil et des couches sur une pièce géométrique complexe. Cela a abouti à des processus d’essai chronophages et coûteux, à l’utilisation d’ensembles de données basés sur les tests destructifs d’échantillons de matériau plutôt que sur des géométries de pièces réelles, et donc à des incertitudes quant à la performance du matériau.

Par ailleurs, en ayant la possibilité d’analyser un plus grand nombre d’itérations d’une pièce plus rapidement, les ingénieurs peuvent mieux comprendre les demandes du marché.

Conception durable – les ingénieurs peuvent valider l’impression 3D d’une pièce et exploiter de façon optimale des matériaux pour des véhicules aériens ou spatiaux plus légers.

Guillaume Boisot, directeur de l’unité ICME sein de la division Manufacturing Intelligence de Hexagon, déclare : « Le secteur de l’aéronautique repousse sans arrêt les limites de performance et d’innovation, mais la fiabilité actuelle de la performance de pièces imprimées en 3D, limite l’application de la fabrication additive à des pièces métalliques hautement spécialisées. Ce nouveau partenariat avec Stratasys aidera à raccourcir les phases de conception et d’essai, à améliorer la compréhension du comportement de plastiques et à accélérer l’innovation dans ce domaine. »

Scott Sevcik, vice-président de l’activité Aéronautique chez Stratasys, ajoute : « La double nécessité d’alléger des pièces complexes et de fabriquer de petites séries, explique pourquoi l’aéronautique a favorisé l’impression 3D comme outil de fabrication et sa longueur d’avance dans l’utilisation de cette technologie. Mais cela signifie aussi que c’est le premier secteur à identifier les défis, l’un des challenges majeurs étant de disposer d’un ensemble d’outils numériques pour valider la fiabilité de pièces imprimées en 3D. Notre partenariat avec Hexagon est un grand pas dans cette direction, car il donne aux ingénieurs les mêmes compétences de conception en amont pour l’impression 3D que celles dont ils disposent pour les processus traditionnels. »

La solution d’ingénierie virtuelle est à présent accessible aux utilisateurs du logiciel de modélisation de matériaux Digimat. Les clients de Stratasys peuvent demander un accès à différentes cartes de matériaux spécifiques détaillées, à travers les fonctionnalités d’échange du système et importer directement des trajectoires d’outil à partir du logiciel Stratasys Insight.

Pour plus d’informations sur la fabrication virtuelle de plastiques et Digimat, veuillez vous rendre sur le site https://www.e-xstream.com/10x/virtual-manufacturing et pour en savoir plus sur le filament ULTEM™ 9085, sur le site https://www.stratasys.com/materials/search/ultem9085

Plus sur Hexagon Manufacturing Intelligence : /www.hexagonmi.com/products/production-software