Moteur hypergolique bipropulseur A2200 d’Agile Space (crédits photo : 6K Additive)
Quelques mois après avoir officialisé une étonnante collaboration qui visait à recycler des implants chirugicaux en poudre d’impression 3D métallique de haute qualité, le producteur de matériaux 6K Additive refait parler de lui dans le secteur spatial. L’entreprise a révélé que sa filiale AM 6K Inc, et Agile Space Industries, une société spécialisée dans les solutions de propulsions, travaillent actuellement à la certification d’une poudre de nickel qui permettra l’impression de pièces critiques de fusée.
Destiné à alimenter des imprimantes 3D industrielles de type PBF (fusion laser sur lit poudre) telles que la TruPrint 5000, ce matériau baptisé « Ni625 » servira plus exactement à la fabrication de composants pour le moteur de fusée A2200 d’Agile, un bipropulseur de type hypergolique. Il faut savoir que ce type de moteur fonctionne avec un propulseur hypergolique pressurisé qui permet d’éliminer le besoin d’une source d’allumage externe, car leur carburant spécial est composé de deux ergols – l’hydrazine (M20) et un oxydant (MON3) – qui créent une explosion contrôlée lorsqu’ils entrent en contact. Cette réaction d’auto-inflammation facilite donc l’allumage rapide et fiable des moteurs, ce qui est crucial dans certaines applications spatiales où la précision et la réactivité sont essentielles pour les manœuvres orbitales, les changements de trajectoire et les phases de propulsion.
Quant au choix du nickel, il ne doit rien au hasard. Reconnaissable à sa couleur blanche argentée, ce métal incroyablement polyvalent intéresse particulièrement les industries aéronautique, automobile et pétrochimique, pour réaliser leurs composants soumis à des contraintes et des températures très élevées. Agile explique que grâce à la fabrication additive, son moteur a pu être conçu pour ne peser que 5,9 kg tout en générant une poussée de 500 lbf, mettant ainsi en évidence les avantages d’allègement permis par cette technologie tout en maintenant une puissance significative.
« En poids, 85 % des composants de nos moteurs sont fabriqués de manière additive, ce qui signifie que nous dépendons fortement des poudres de FA qui peuvent résister aux températures et aux forces extrêmes générées pendant le décollage et le vol. » Révèle Kyle Metsger, directeur de la technologie additive chez Agile. « 6K Additive nous permet de fabriquer additivement en utilisant des poudres de haute qualité qui sont nécessaires pour nos applications critiques, tout en nous aidant à atteindre nos objectifs environnementaux grâce à son programme de recyclage et à ses poudres fabriquées de manière durable. 6K Additive peut fournir des poudres extrêmement constantes qui permettent à notre ligne de production de fonctionner avec les longs temps de fabrication requis pour ces composants complexes. »
« Le passage à la plus grande machine TruPrint 5000 nous a permis de qualifier simultanément les nouveaux paramètres de la machine et du matériau »
Tuyère de fusée fabriquée avec la poudre Ni625 de 6K Additive en cours de certification (crédits photo : 6K Additive)
À l’instar de ses concurrents, Agile Space Industries témoigne lui aussi de la réduction drastique des cycles de développement qu’autorise la fabrication additive. Là où les cycles de développement classiques pour les composants aérospatiaux peuvent s’étendre sur plus de vingt ans, l’impression 3D lui permet de les ramener à 12 mois seulement. « Un cycle de développement d’un an peut encore sembler très long dans de nombreuses industries, mais nous montrons aux principaux acteurs de l’industrie aérospatiale à quoi ressemble l’avenir. Le passage à la plus grande machine TruPrint 5000 nous a permis de qualifier simultanément les nouveaux paramètres de la machine et du matériau. De cette manière, la FA nous permet d’être ‘Agile’ dans le nom et dans la pratique, » abonde Kyle Metsger.
En cours de qualification, la poudre Ni625 de 6K Additive promet de faire progresser les missions lunaires, étant donné que les moteurs A2200 équiperont un véhicule d’atterrissage lunaire. Sur ce point, on apprend que l’un des composants éligibles à l’impression 3D, est une pièce spéciale appelée manchon d’attelage qui permet de contrôler leur puissance.
Ce composant permet au moteur de réguler sa puissance de manière extrêmement réactive, une caractéristique cruciale pour les missions lunaires où une performance fluide et précise est nécessaire. Le moteur peut rapidement ajuster sa puissance, passant de la moitié à la pleine puissance en moins d’une seconde, ce qui en fait le choix idéal pour les manœuvres complexes requises lors de missions sur la Lune.
