(crédits photos : Relativity Space)
Là où certains secteurs peinent encore à sortir leurs habitudes de fabrication additive du prototypage, l’aérospatiale tire avantage de cette technologie comme jamais. Au point même de faire voler certaines pièces imprimées en 3D. Son ambassadeur le plus spectaculaire est probablement Relativity Space. Installée dans un ancien bâtiment de la NASA en Nouvelles Orléans, cette start-up américaine n’a ni plus ni moins l’ambition que de concevoir la première fusée entièrement imprimée en 3D et réutilisable. Baptisé Terran R, ce projet vise à lancer plus de 20 000 kg en orbite terrestre basse (LEO). Si tout se passe comme prévu, c’est à Cap Canaveral en 2024, que le premier satellite sera envoyé.
Pour parvenir à son objectif, cette société aérospatiale a développé un processus d’impression 3D métallique qui lui permet de créer plus de 95% des composants de ses fusées. Une approche qui lui permettrait aussi de réduire drastiquement le nombre total de pièces par rapport aux méthodes traditionnelles. La jeune pousse affirme qu’il ne faudrait pas plus de 1 000 pièces pour construire sa fusée, contre 100 000 en temps normal.
D’autres opérations plus ou moins chronophages, comme l’assemblage mais également le design, l’analyse, la chaîne logistique et les tests, s’en trouvent aussi grandement simplifiés. L’allègement des pièces et la réduction des coûts de production sont les autres bénéfices de la fabrication additive. Selon la société, une fois entièrement développée, cette approche lui permettrait de fabriquer une fusée entière en seulement 60 jours. Une charge utile de 1250 kg pourrait être transportée par celle-ci.
Il va de soi que pour imprimer des structures aussi grandes, comme des réservoirs pour fusée et des fuselages, la start-up s’appuie sur un système disposant de l’amplitude suffisante. C’est pourquoi elle a inventé sa propre technologie d’impression 3D robotisée pour le métal. Baptisée Stargate, cette imprimante revendiquée comme la plus grande au monde dans sa catégorie, est capable de produire des structures de fusée en alliage d’aluminium. Les autres petites pièces détaillées sont quant à elle réalisées à partir d’imprimantes 3D exploitant la fusion sur lit de poudre métallique.
« Les produits à grande échelle conçus pour voler seront inévitablement imprimés en 3D »
L’une des Stargate de 4e génération mise au point par Relativity Space visant à lui offrir encore plus de rapidité, de volume et de qualité d’impression (crédits photos : Relativity Space)
Non content de ses résultats, Relativity Space est allé plus loin en procédant à une mise à niveau de ses imprimantes 3D métalliques « Stargate ». Des machines de 4ème génération qui permettront à la société de soutenir à la fois le développement et la production de son lanceur réutilisable Terran R.
La jeune pousse affirme qu’avec les différentes améliorations opérées sur sa technologie, elle est désormais capable d’imprimer 7 fois plus rapidement qu’avec ses premiers systèmes, mais aussi 12 fois plus vite que les solutions de Relativity dans leur ensemble.
L’autre évolution intéressante de sa technologie réside dans la manière dont seront désormais imprimées les pièces. Souhaitant s’affranchir des contraintes de la hauteur de plafond propres aux imprimantes 3D verticales, Relativity Space a repensé l’orientation de son système de manière à pouvoir imprimer horizontalement. Combinée à des logiciels personnalisés et des techniques d’apprentissage automatique, cette nouvelle approche permettra de créer de grandes pièces pouvant atteindre 36 m de long et 7 mètres de large. La société ajoute qu’il y aura également une réduction de l’entropie pour une fabrication plus cohérente et plus fiable.
Si la société se montre plutôt discrète quant au fonctionnement de sa technologie, tout laisse à penser qu’il s’agit d’un procédé de type DED (dépôt de matière sous énergie concentrée). Son système semble tirer parti d’une technique se rapprochant de la technologie WAAM qui consiste à faire fondre un fil métallique à l’aide d’un arc électrique. Pour ce faire, la génération précédente de machines était équipée de bras robotisés Kuka de plus de 5 m de haut.
« Les produits à grande échelle conçus pour voler seront inévitablement imprimés en 3D », a déclaré Tim Ellis, cofondateur et CEO de Relativity Space. « Plus un produit est léger, plus il est performant, et lors de l’impression 3D de ce produit, il est également plus rapide et plus rentable à produire avec chaque amélioration successive. Nous n’en sommes encore qu’aux premiers jours de ce que l’impression peut accomplir. Nous considérons l’impression 3D comme une technologie d’automatisation qui a le pouvoir de changer le rythme de l’innovation dans la fabrication, c’est pourquoi nous avons investi dans la construction de notre propre brique technologique propriétaire dès le premier jour. Les imprimantes Stargate sont conçues pour permettre une itération rapide, ce qui ouvre des possibilités d’innovation dans les produits de fabrication à grande échelle. Ce qui prendrait des années aux fabricants traditionnels de l’aérospatiale et de l’espace pour développer et construire, sera réduit à quelques mois grâce à un processus hautement adaptable, évolutif et automatisé, rendu possible par la fabrication pilotée par logiciel. »
