L’essor de la fabrication additive coïncide avec l’arrivée de solutions logicielles de plus en plus évoluées qui permettent d’exploiter pleinement son potentiel de liberté géométrique. Parmi les acteurs les plus en pointe dans ce domaine, on retrouve la société allemande Hyperganic qui a développé une solution capable de créer des objets aussi complexes que la nature. Le dernier fait d’armes de l’entreprise est un prototype de moteur de fusée complet imprimé en 3D. Conçu entièrement avec son logiciel de conception basé sur l’IA et des algorithmes de pointe, ce moteur a pu être construit en une seule pièce, intégrant plusieurs composants, comme une chambre de combustion et des canaux de surface.
Plutôt qu’un fichier CAO, Hyperganic s’appuie sur un algorithme capable de décrypter les informations de modélisation inscrites dans une formule. Une fois les principales caractéristiques de la pièce rentrées dans le logiciel, comme la forme de la chambre de combustion et les exigences de performances de refroidissement, un algorithme se charge de retranscrire ces données en formes géométriques selon le cahier des charges.
« La conception de ces objets nécessite une approche radicalement nouvelle, où ils ne sont pas conçus visuellement, mais avec leur intention fonctionnelle au cœur« , Explique le fondateur de Hyperganic Lin Kayser. « Nous prévoyons un monde où les pièces, les assemblages et les machines entières sont spécifiés par l’ingénieur à un niveau abstrait, puis créés à l’aide d’algorithmes, selon un processus d’évolution numérique. Ce que nous cherchons, c’est à concevoir des objets qui peuvent avoir la complexité que vous souhaitez… Et d’autre part, nous avons le potentiel d’automatiser complètement les flux de travail. Et c’est vraiment la nouvelle grande chose« .
« Nous sommes capables d’imprimer dans différentes densités de matériaux, une méthode qui n’a pas encore été utilisée dans la conception des fusées »
Concevoir un moteur en une seule pièce sans assemblage, présente bien sûr de nombreux avantages, aussi bien en terme de coût que de la performance. Non seulement il permet de supprimer tous les points de faiblesse que peuvent constituer les soudures et autres fixations, mais aussi de réduire le besoin en outillage et les délais de production. Dans un domaine comme celui de l’aérospatial, où la chasse aux kilos superflus est une préoccupation majeure des fabricants, la réduction drastique du nombre de pièces et l’optimisation de leurs formes, laisse entrevoir des avancées passionnantes. Les chiffres parlent d’ailleurs d’eux même ; aujourd’hui 80% des pièces des métalliques des satellites sont produites par impression 3D.
“Nous sommes capables d’imprimer dans différentes densités de matériaux, une méthode qui n’a pas encore été utilisée dans la conception des fusées. La partie intérieure est ainsi très solide, tandis que vers l’extérieur, la structure devient plus poreuse pour gagner du poids. Chaque kilo supplémentaire compte.” Commente Directeur de la conception chez Hyperganic, Duy-Anh Pham.
Dans le cas de notre moteur de fusée, la conception rationalisée de Hyperganic a permis une réduction de poids accompagnée d’une capacité de refroidissement plus efficace. Duy-Anh Pham explique qu’une partie de cette allégement a été obtenue en intégrant une géométrie plus poreuse vers l’extérieur du moteur tout en conservant une structure intérieure solide et dense. Pour l’heure un premier prototype en métal a été imprimé avec un alliage de nickel 718. Les résultats des tests pourront être ensuite réintroduits dans le logiciel de conception pour améliorer la prochaine itération de conception. Hyperganic se serait en outre rapprochée de plusieurs entreprises aérospatiales pour intégrer sa solution de modélisation dans leurs activités.
