Pales de moteur imprimées en titane pour le drone Acodyne (crédits photo : Danish Technological Institute)
Dans des secteurs comme l’automobile, l’aérospatiale ou l’énergie, l’allègement des composants est devenu une priorité stratégique, autant dans une optique de performances que pour réduire leurs coûts et leur empreinte carbone. Par sa liberté de conception permettant de consommer que la juste quantité de matière nécessaire, mais aussi de réduire significativement le nombre d’éléments à assembler, l’impression 3D répond à ce besoin en permettant de repenser la conception des pièces en intégrant des structures optimisées de manière topologique ou géométrique.
Entre autres exemples spectaculaires, on peut citer Relativity Space, dont l’utilisation de l’impression 3D métal pour sa fusée a permis une diminution significative de masse globale, soit jusqu’à 50 % en moyenne selon les pièces. L’autre bénéfice impressionnant concerne le nombre de pièces qui a été divisé par cent, passant de 100 000 à seulement 1000.
L’un des secteurs en plein boom dans lequel La fabrication additive a un rôle à jouer, est l’aviation sans pilote, et en particulier celui des drones. L’essor de ces engins sans équipage s’est considérablement accéléré ces dernières années, à la fois porté par la prise de conscience de leur rôle stratégique dans les opérations militaires modernes, mais aussi comme outils de surveillance, de détection et de soutien tactique, dans d’autres secteurs comme la sécurité civile, l’inspection industrielle et la gestion des catastrophes.
Dernièrement, c’est l’Institut technologique danois qui a révélé comment une collaboration avec Acodyne sur un projet baptisé « MADE », lui a permis de réduire significativement le poids de ses pales de moteurs de drones.
« Nous avons repensé les pales, les avons rendues creuses et avons ajouté des nervures internes, nécessaires pour maintenir leur résistance et leur stabilité »
(crédits photo : Danish Technological Institute)
Les drones cargo « Acodyne » sont des aéronefs puissants et rapides, capables de transporter jusqu’à 200 kg. Conçus pour des missions dans des zones difficiles d’accès, telles que les plateformes pétrolières, les éoliennes ou les avant-postes militaires, ces drones nécessitent donc des moteurs robustes.
Acodyne se distingue par ses moteurs à réaction électriques qui suivent le principe d’un turboréacteur, mais en utilisant de l’énergie électrique au lieu d’une deuxième turbine pour alimenter le compresseur. L’Institut technologique danois a donc été chargé d’optimiser la conception des pales de ces moteurs à l’aide de la fabrication additive métallique, avec pour mission de réduire leur poids sans modifier leur géométrie extérieure.
Grâce à l’impression 3D métal, Acodyne indique avoir réduit le poids des pales de 30 %, soit exactement 90 g par pale, et jusqu’à un kilo par moteur, améliorant dans le même temps la vitesse et le temps de réponse de ses produits et lui procurant un avantage concurrentiel significatif.
La start-up ajoute que cette réduction de poids se traduit par une meilleure efficacité énergétique et une accélération accrue. La fabrication des pales est aussi plus simple, avec une meilleure uniformité de poids et de géométrie, tout en facilitant les réparations par rapport aux méthodes traditionnelles de fabrication.
« Nous espérions que l’impression 3D métal nous permettrait de réduire considérablement le poids de nos pales. Parallèlement, l’impression 3D nous offre la flexibilité nécessaire pour nous adapter et développer rapidement de nouveaux modèles, ce qui est crucial pour une entreprise comme la nôtre, qui fait évoluer ses produits en permanence », a déclaré Mads Schnack, PDG d’Acodyne. »
« Nous avons repensé les pales, les avons rendues creuses et avons ajouté des nervures internes, nécessaires pour maintenir leur résistance et leur stabilité. Les pales ont été imprimées en titane, un matériau léger et résistant. Grâce à ces modifications, nous avons réussi à réduire le poids total sans compromettre l’intégrité structurelle de la pale », ajoute Magdalena Susanne Müller, consultante à l’Institut technologique danois. « L’impression 3D nous a permis de mettre en œuvre une conception qui aurait été difficile à fabriquer avec les méthodes traditionnelles. Le résultat est un composant plus léger, capable de résister aux forces auxquelles il est soumis à haute vitesse. »
Bien que le coût unitaire des nouvelles pales d’Acodyne soit pour l’heure légèrement plus élevé que celui des précédentes, Claes Nicolajsen estime qu’en tenant compte des effets en cascade, l’entreprise sera proche du seuil de rentabilité.
Il y a deux ans, je vous racontais également comment Drone Bird Company, une entreprise néerlandaise spécialisée dans les drones-oiseaux, tirait parti de l’impression 3D pour optimiser la production de ses aéronefs ainsi que leurs performances. Résultat, des drones plus résistants, mais aussi moins chers à fabriquer, et dotés de capacités de vol améliorées.
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