Explorer FA dans l'espace : Les points de vue des experts sur le podcast des snacks additifs

5 septembre 2024 | Temps de lecture : 10 min

Dans cet épisode de l'Additive Snack Podcast, l'animateur Fabian Alefeld et ses invités vous emmènent là où personne n'est allé auparavant - une discussion fascinante avec certains des esprits les plus brillants des industries de la fabrication additive (FA) et de l'exploration spatiale.

Il a été rejoint par... 

● Paul Gradl, ingénieur principal à la NASA
● Eliana Fu, responsable de l'industrie pour l'aérospatiale et le médical chez TRUMPF.
● Myles Keefer, responsable de la fabrication additive chez Rocket Lab.
● Advenit Makaya, ingénieur en fabrication avancée au Centre européen de recherche et de technologie spatiales de l'Agence spatiale européenne.

L'état actuel et les succès de FA dans l'espace
Myles Keefer a ouvert le dialogue en donnant un aperçu de l'état actuel de l'impression 3D industrielle dans l'espace. M. Keefer a souligné l'importance de FA pour l'industrie spatiale, en particulier grâce à des technologies telles que la fusion laser sur lit de poudre et le dépôt par énergie dirigée (DED).

Ces technologies accélèrent le processus itératif, permettant aux entreprises de prototyper et de tester rapidement les composants, une nécessité compte tenu des enjeux élevés et de la nature coûteuse de l'exploration spatiale. M. Keefer a également souligné que l'évolution de l'industrie vers la consolidation des pièces et la liberté géométrique montre le potentiel inégalé de FA pour réduire les complexités de la chaîne d'approvisionnement.

Eliana Fu a approfondi ce sujet en faisant part de sa vaste expérience au sein de diverses organisations spatiales. Elle a souligné que les petites pièces comme les propulseurs de satellites et les structures complexes comme les pièces de moteur sont désormais fabriquées de manière routinière à l'aide de processus basés sur le laser.

Les grandes structures qui ne peuvent pas être fabriquées dans les machines à lit de poudre traditionnelles sont désormais traitées par des techniques telles que la fabrication additive par arc de fil (WAAM) et le DED.

Progrès dans les matériaux FA
Une grande partie de l'épisode a été consacrée aux innovations en matière de matériaux pour FA. 

Paul Gradl a fait part de son enthousiasme pour les nouveaux matériaux développés spécifiquement pour FA, qui vont au-delà des matériaux traditionnels comme l'aluminium et le titane. Il a souligné l'utilisation par la NASA de matériaux développés sur mesure tels que le GRX-810 et le NASA-HR-1, qui présentent des performances supérieures dans des environnements extrêmes. Ces matériaux, conçus pour résister à des pressions et des températures élevées, ainsi qu'à des environnements chimiques difficiles, sont essentiels pour l'avenir des missions spatiales.

Eliana Fu a renchéri en illustrant la manière dont les défis historiques posés par des matériaux tels que le C103, qui étaient traditionnellement coûteux et difficiles à traiter, sont désormais résolus grâce au site FA. En outre, les variantes d'aluminium à haute résistance et les aluminures de titane gamma sont désormais imprimables, ce qui ouvre de nouvelles possibilités en matière de conception et d'application.

Advenit Makaya a parlé de la perspective européenne et de la manière dont l'Europe rattrape son retard en termes d'innovation sur le site FA . Il a souligné que le développement en cours de l'ingénierie computationnelle intégrée des matériaux (ICME) et des outils d'apprentissage automatique offre des possibilités sans précédent pour la science des matériaux, permettant la création d'alliages entièrement nouveaux adaptés aux exigences spécifiques de l'exploration spatiale.

Défis et perspectives de FA pour l'espace
Malgré les progrès réalisés, l'industrie doit encore faire face à des défis importants. Selon Paul Gradl, les étapes de post-traitement restent un goulot d'étranglement. Si la fabrication des pièces peut être rapide, les processus ultérieurs tels que le dépoussiérage, l'usinage par décharge électrique (EDM), le tronçonnage et les traitements thermiques peuvent retarder l'ensemble du cycle de fabrication. C'est là que l'industrie a besoin d'innovations et d'améliorations de l'efficacité.

En outre, il est essentiel de garantir la sécurité et la fiabilité de ces pièces nouvellement développées. M. Gradl a souligné l'importance de bien comprendre le processus FA , des simulations thermiques à l'analyse de sensibilité, afin de s'assurer que les pièces sont à la fois de haute qualité et sûres. Cette compréhension est nécessaire pour renforcer la confiance des parties prenantes, qui peuvent encore s'appuyer sur la fabrication traditionnelle pour les composants critiques.

Myles Keefer a évoqué les perspectives de l'industrie du point de vue des fabricants. À Rocket Lab, l'accent est mis sur l'optimisation de l'utilisation des machines afin de respecter les calendriers de lancement accélérés. Myles Keefer a souligné la nécessité d'un équilibre entre le développement itératif et une production efficace pour suivre le rythme de l'expansion rapide de l'industrie spatiale.

Efforts de collaboration et création d'un écosystème
La discussion a également souligné l'importance de la collaboration au sein de la communauté FA . Les experts ont convenu qu'une approche coopérative pourrait favoriser la normalisation et le partage des meilleures pratiques. Paul Gradl a fait remarquer que la communauté additive est particulièrement collaborative par rapport à d'autres secteurs. Les conférences et les ateliers constituent des points de contact essentiels où les leaders de l'industrie et les chercheurs peuvent échanger des idées et des solutions.

Eliana Fu a salué les comités de collaboration tels que ASTM F42 et SAE, qui travaillent à la création de processus normalisés pour FA, à l'instar de ceux qui existent pour les matériaux traditionnels. Ces efforts sont essentiels pour faire de FA un processus de fabrication courant auquel on peut se fier pour les applications critiques.

Inspirer la prochaine génération
Aucune conversation sur l'avenir d'une industrie n'est complète sans aborder la question de l'éducation et de la sensibilisation des communautés. Paul Gradl a souligné l'engagement de la NASA à inspirer la prochaine génération d'ingénieurs et de scientifiques par le biais de programmes éducatifs et d'expériences pratiques. En faisant participer les élèves du primaire à l'université à des projets liés au site FA, on ouvre la voie aux innovations futures et on garantit une main-d'œuvre qualifiée prête à relever les défis de demain.

Conclusion
L'épisode sur FA dans l'espace témoigne de l'incroyable chemin parcouru par la technologie et de son potentiel futur. De l'innovation des matériaux à l'optimisation des processus et aux efforts de collaboration, le domaine de FA dans l'espace est prêt à connaître une croissance et des percées significatives. En encourageant l'éducation et en maintenant un esprit de collaboration, l'industrie peut surmonter les défis existants et continuer à repousser les limites du possible.

Pour approfondir ces idées, n'oubliez pas d'écouter l'épisode complet de l'Additive Snack Podcast. Restez à l'écoute pour d'autres discussions intéressantes avec des leaders de l'industrie qui façonnent l'avenir de FA et de l'exploration spatiale.

Découvrez le travail de nos invités ici :
Paul Gradl
● Suivez Paul sur LinkedIn
● Consultez les derniers travaux de Paul à la NASA
● Retrouvez ses recherches sur ResearchGate

Eliana Fu
● Suivez Eliana sur LinkedIn
● Retrouvez ses recherches sur ResearchGate

Myles Keefer
● Suivez Myles sur LinkedIn

Advenit Makaya
● Retrouvez ses recherches sur ResearchGate
● Suivez Advenit sur LinkedIn
● Consultez les travaux d'Advenit pour l'Agence spatiale européenne.