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GE préfère l’impression 3D à la fonderie pour reproduire 4 pièces de turbine

capuchons d'adaptateurs imprimés en 3D

Capuchons d’adaptateurs de turbine imprimés en 3D par GE Aviation. (Crédits photo : GE Aviation)

Si la fabrication additive n’a pas pour vocation à se substituer intégralement aux techniques traditionnelles, cette technologie n’a pas d’égal pour remplacer des formes simples par des géométries plus complexes, ou fabriquer des pièces en une seule fois. Dans un secteur tel que celui de l’aérospatiale, où l’impression 3D est particulièrement appréciée pour les gain de poids et de performance qu’elle peut offrir, les économies importantes qui peuvent également être réalisées sur les coûts de production sont rarement l’unique raison qui pousse à se tourner vers elle.

C’est pourtant ce que nous démontre General Electric. Dans un récent communiqué, le géant américain a révélé comment ses filiales GE Aviation et GE Additive avaient remplacé 4 pièces de fonderie par des impressions 3D. Suite à un audit réalisé plus tôt cette année, la société est arrivée à la conclusion que 180 de ses pièces moulées seraient moins chères à produire par fabrication additive. En prenant en compte différents critères tels que leurs dimensions et leurs géométries, sans oublier les besoins en post-traitement et les capacités du parc machine de General Electric, la fabrication additive est finalement apparue comme plus intéressante pour la production de pièces préexistantes aux géométries simples et celles aux géométries complexes, comportant par exemple des canaux internes.

« Cela change la donne. C’est la première fois que nous avons procédé à un remplacement pièce par pièce, et il était moins coûteux de le faire avec la fabrication additive qu’avec le moulage. » Commente Eric Gatlin, responsable de la fabrication additive chez GE Aviation. « Pour être sûrs de démontrer la compétitivité de nos coûts, nous avons demandé à quatre fournisseurs extérieurs de faire des devis pour les pièces, et nous sommes toujours arrivés à un prix inférieur avec la fabrication additive. »

« quelques semaines après le début du projet, les pièces finales étaient de la même qualité que leurs homologues moulés »

Concept Laser M2 Series 5

Concept Laser M2 Series 5 (crédits photo GE Additive)

En considérant quelles étaient les pièces les plus urgentes et rentables à produire de manière additive, le choix s’est finalement porté sur quatre capuchons d’adaptateurs pour le circuit de purge d’air du moteur LM9000. De l’identification des pièces à l’impression 3D des prototypes finaux, le processus de conversion n’aurait pris que 10 mois au total. À titre de comparaison, la production de pièces aérospatiales moulées de manière traditionnelle prendrait généralement entre 12 et 18 mois. Quant aux coûts de production, GE parle d’une réduction de 35 %.

Mesurant 9 centimètres de diamètre pour 15 centimètres de hauteur, les pièces ont été imprimées avec une poudre de chrome-cobalt sur une Concept Laser M2. De type DMLS, ce système industriel se distingue par la présence de deux lasers permettant de travailler en simultanée sur la même surface de fabrication (245 x 350 x 350 mm). L’objectif étant de reproduire le plus rapidement et fidèlement possible les pièces moulées, GE précise que celles-ci n’ont pas nécessité de modifications majeures, tout au plus quelques ajustements de conception mineures pour les rendre parfaitement compatibles avec l’impression 3D. Commandées par la société énergétique Baker Hughes, les quatre composants seront prochainement installés sur une turbine terrestre et marine LM9000.

Chef de projet senior sur le site de production de GE à Auburn, Jeff Eschenbach témoigne : « Ce qui m’a le plus frappé, c’est que nous avons pu prendre un modèle moulé existant, le reproduire rapidement sur nos imprimantes, et quelques semaines après le début du projet, les pièces finales étaient de la même qualité que leurs homologues moulés. Ce projet sert de modèle pour les travaux futurs. »

En octobre dernier, la FAA (Federal Aviation Administration) certifiait le GE9X, un moteur conçu pour Ge Aviation pour Boeing. Considéré comme le plus gros moteur à réaction commercial jamais construit, celui se compose de 304 pièces, dont 7 différentes produites de manière additive.

Alexandre Moussion