Transformer l'avenir de la maintenance, de la réparation et de la révision (MRO)
Avantages de la fabrication additive (FA) dans le secteur MRO
10 JUIN 2024 | Temps de lecture : 10 min
La maintenance des aéronefs joue un rôle essentiel dans l'industrie aéronautique d'aujourd'hui, en particulier compte tenu des défis actuels des chaînes d'approvisionnement mondiales. Alors que la demande de nouveaux avions augmente, il est essentiel de maintenir les avions existants en service aussi efficacement que possible. C'est là que l'impression 3D a un impact significatif en révolutionnant la production de pièces détachées. Des entreprises comme THE AVIATION FA CENTRE GmbH (AAMC) et EOS utilisent les technologies de fabrication additive pour améliorer la disponibilité et la rentabilité des pièces de rechange.
Dans cet entretien, Stephan Keil, directeur général de l'AAMC, et Thomas Friedberger, responsable des grands comptes pour l'aérospatiale et la défense chez EOS, discutent des avantages et de l'analyse de rentabilité de l'impression 3D dans l'industrie aéronautique. Ils expliquent comment cette technologie permet non seulement de réduire considérablement les délais de production et de logistique, mais aussi de diminuer les coûts et de réduire les stocks physiques. Ils expliquent également quelles catégories de produits se prêtent le mieux à l'impression 3D et comment celle-ci pourrait devenir la principale méthode de fabrication des pièces de rechange.
Pièces d'intérieur pour l'aviation
Pleins feux sur les composants de cabine produits par notre client Etihad Engineering dans son installation MRO ultramoderne d'Abu Dhabi :
1. Quel est l'argument commercial en faveur de cette méthode pour qu'elle devienne la principale méthode de fabrication de pièces détachées, et dans quel délai pensez-vous qu'elle se généralisera ?
L'analyse de rentabilité repose sur trois facteurs essentiels :
- produire des pièces de rechange à un coût inférieur à celui des pièces conventionnelles,
- réduire considérablement les délais de production et de logistique,
- et une réduction des stocks physiques à long terme
Les pièces détachées d'avion (intérieur de cabine) imprimées localement peuvent être produites 30 à 50 % moins cher que le coût des pièces détachées OEM, avec l'avantage supplémentaire que les délais de production et de logistique, qui sont habituellement de 12 semaines (ou beaucoup plus), peuvent être ramenés à deux semaines, voire à quelques jours seulement.
Une autre valeur ajoutée de la technologie d'impression 3D industrielle est que la conception des pièces peut être améliorée pour remédier à des faiblesses connues ou pour permettre la personnalisation des pièces. En tant qu'un des rares équipementiers, EOS fournit une technologie et des matériaux de haute qualité pour livrer des pièces à des industries réglementées telles que l'aviation.
Un avantage supplémentaire de la fabrication additive est qu'elle permet la fabrication à la demande des pièces requises dans un lot de pièces mixtes, ce qui réduit considérablement les stocks. Là encore, cela permettra de réduire les coûts. Les entreprises ont deux options : a) s'approvisionner en pièces auprès de fournisseurs de services certifiés (comme l'AAMC) ou b) créer leur propre centre de production MRO. Nous constatons que la possibilité d'offrir des pièces de rechange fabriquées en interne est un atout majeur et un outil de fidélisation de la clientèle pour les prestataires de services de maintenance d'aéronefs. Dans ce cas, EOS peut offrir une solution complète pour exploiter un centre de production. Et grâce au partenariat avec l'AAMC, nous pouvons permettre aux clients de se conformer aux normes réglementaires.
Les pièces détachées industrielles imprimées en 3D sont certifiées et "en vol" à l'heure où nous parlons, la question est donc plutôt de savoir quand FA passera à la production en série. Les crises géopolitiques et la résilience de la chaîne d'approvisionnement entraînent déjà cette adoption plus rapidement que nous ne l'avions prévu.
2. Quels sont les produits qui, selon vous, pourraient être fabriqués par impression 3D pour les pièces détachées ?
Les pièces intérieures des cabines sont les principales candidates à l'impression sur site, car elles sont exposées à l'usure la plus forte. La certification de cette catégorie de pièces tourne principalement autour des essais d'inflammabilité, auxquels notre matériau EOS PA 22241 FR répond pour les tailles de pièces ciblées qui conviennent à l'impression sur les systèmes EOS tels que EOS P 396 ou EOS P 770. Nous constatons également que les pièces du pont d'envol et des zones de chargement, ainsi que les équipements électroniques, conviennent parfaitement à notre client. Récemment, nous avons également constaté que les anciennes pièces en aluminium peuvent désormais être fabriquées de manière additive à l'aide de notre matériau EOS HT-23 pour des applications dans les systèmes de pompe à carburant, etc.
3. Quelles sont les méthodes de fabrication qui relèvent de l'"impression 3D" et quels sont les procédés qui conviennent le mieux à certains types de composants ?
Le frittage sélectif par laser, brièvement appelé SLS avec PA 2241 FR, convient aux pièces intérieures de la cabine qui sont visibles par le passager et qui présentent des exigences élevées en matière de qualité de surface. Elles peuvent être peintes par pulvérisation ou teintées en combinaison avec un surfaçage mécanique ou chimique (par exemple, DyeMansion). Actuellement, les pièces SLS constituent la solution d'impression 3D industrielle la plus rentable pour l'aviation.
Le HT-23, retardateur de flamme inhérent, est basé sur un matériau PEKK avec 23 % de fibres de carbone composées et broyées en une fine poudre. Il convient parfaitement aux applications qui exigent des propriétés thermiques supérieures, avec des performances maximales et des propriétés constantes dans les dimensions XY&Z. Il présente en outre une forte résistance aux produits chimiques et est certifié conforme aux exigences de la FDA. En outre, il présente une forte résistance aux produits chimiques et est certifié conforme à la norme FAR 25.853 relative à la combustion verticale de 60 secondes.
La modélisation par dépôt de matière fondue (FDM) avec des matériaux à haute température convient pour les (très) grandes pièces qui sont invisibles pour le passager et qui n'ont pas besoin d'être finies avec des exigences élevées (par exemple, les conduits d'air).
4. Quels avantages environnementaux l'impression 3D peut-elle apporter à l'industrie ?
Les produits imprimés en 3D apportent intrinsèquement une valeur ajoutée en matière de fabrication responsable : les conceptions légères contribuent à réduire les émissions de carbone et l'intégration fonctionnelle, et les conceptions de produits permettent de résoudre des problèmes de fabrication complexes tout en minimisant les déchets.
Les pièces légères imprimées en 3D incorporées dans un avion réduiront le poids de l'appareil, diminuant ainsi non seulement la consommation de carburant et donc le coût d'exploitation d'une compagnie aérienne, mais aussi l'empreinteCO2 de chaque passager à bord. La technologie d'impression 3D d'EOS soutient activement l'objectif de rendre l'industrie aéronautique plus durable.
Le polymère FA permet une production durable de pièces de rechange et contribue à réduire l'empreinte carbone globale des fabricants. En évitant la création inutile de pièces de rechange excédentaires, l'impression 3D de polymères industriels contribue également à rationaliser la chaîne d'approvisionnement, en réduisant les dépenses de production et en accélérant la mise sur le marché. L'impression 3D industrielle permet aux ingénieurs concepteurs de créer des pièces plus légères, ce qui se traduit par des économies de carburant et deCO2e. Avec FA, il est possible d'intégrer des fonctions et de concevoir des pièces plus robustes, dépassant les capacités de la pièce d'origine, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du produit. Tout cela permet de réaliser des économies. Celles-ci s'accumulent pour atteindre des montants significatifs au cours de la durée de vie d'un avion commercial.
La mise en place d'une gestion numérique et durable des pièces détachées peut accroître la rentabilité grâce à l'impression 3D des composants. Depuis FA , les longs trajets de transport sont supprimés et la surproduction est évitée.
EOS va encore plus loin. Des outils tels que le calculateur de carbone d'EOS créent la transparence et aident les clients à identifier les bons leviers tout au long du processus de production. En outre, EOS produit des matières premières respectueuses du climat, en compensant les transports nécessaires ou en intégrant des matières premières recyclées. Tout cela contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre de nos clients et leur permet d'atteindre leurs objectifs en matière de climat.
L'AAMC, par exemple, étudie même la possibilité de recycler des pièces de polymère imprimées en poudre d'impression par un processus de rafraîchissement dans le cadre d'un projet de recherche.
Si vous avez des questions sur EOS et l'aviation, n'hésitez pas à contacter Thomas Friedberger, Key Account Manager Aerospace & Defense, EOS thomas.friedberger@eos.info ou à consulter notre webinaire "Additive manufacturing for the aftermarket - more know-how" (fabrication additive pour le marché des pièces détachées - plus de savoir-faire) : Imprimez votre entrepôt (eos.info).