Dépôt d'énergie laser pour la réparation d'aéronefs militaires
Une alliance de recherche australienne veut certifier des réparations additives sur alliages de défense sans traitement thermique post-processus.
Par Letizia Giugliano
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Rosebank Engineering, le Centre de fabrication additive de la RMIT et la Swinburne University of Technology ont lancé une initiative de fabrication additive pour réparer des composants usés d'aéronefs militaires. Soutenue par le Additive Manufacturing Cooperative Research Centre, l'alliance vise à qualifier le dépôt d'énergie laser afin de contourner les remplacements de pièces à long délai venus de l'étranger. Cette innovation d'ingénierie entend répondre aux exigences structurelles aérospatiales les plus strictes directement à l'atelier.
Maîtriser la microstructure des alliages par rebalayage laser
La fabrication additive métallique traditionnelle exige souvent des étapes thermiques ultérieures en four pour relâcher les contraintes internes et obtenir des caractéristiques mécaniques optimales. Or, dans la maintenance de composants aéronautiques et spatiaux, les hautes températures de four déforment fréquemment la géométrie de la pièce. Pour y remédier, le consortium de recherche met en œuvre une innovation de rebalayage laser en cours de processus afin d'ajuster l'apport thermique localisé pendant l'ajout de métal, rapporte VoxelMatters. La méthode cible les matériaux à durcissement par précipitation, en particulier l'Inconel, le titane et l'acier inoxydable 15-5PH, en pilotant les transformations de phase pendant les cycles de fabrication pour que les pièces atteignent les propriétés matérielles voulues sans traitement thermique post-processus.
« La certification repose sur des preuves. Notre rôle est de produire les données qui démontrent que le procédé est robuste, reproductible et capable de satisfaire aux exigences aérospatiales. »
— Professeur Suresh Palanisamy, Swinburne University of Technology
Valider le système AMCLAD au regard des normes aérospatiales
La validation du procédé est menée par Rosebank Engineering à partir de sa propriété intellectuelle, la plateforme AMCLAD, pour Adaptive Monitoring and Control of Laser Additive Deposition. L'équipe rassemble des données expérimentales pour démontrer que les composants réparés peuvent satisfaire aux spécifications des équipementiers d'origine et aux exigences de la norme NASA-STD-6030. Tandis que Rosebank pilote le développement du dépôt industriel, les chercheurs de la Swinburne University of Technology et de la RMIT University caractérisent la durée de vie en fatigue, la résistance à la traction, les contraintes résiduelles, la résistance à la corrosion et le comportement à l'usure afin de constituer une suite complète de propriétés matérielles grâce à cette technique d'impression 3D, selon VoxelMatters.
Maintenance souveraine et futures qualifications de vol
La collaboration de deux ans est spécifiquement orientée vers le maintien des actifs aéronautiques de défense, avec notamment des travaux prévus sur la réparation de composants de moteur du F/A-18. En permettant une restauration nationale, sur le territoire, d'ensembles critiques pour les missions, les opérateurs de défense cherchent à réduire leur dépendance à des chaînes d'approvisionnement mondiales vulnérables tout en abaissant les coûts de possession liés au maintien en condition. Facilité par le Additive Manufacturing Cooperative Research Centre pour favoriser le transfert de technologie entre universités et industrie, la prochaine phase du projet se concentrera sur la production des données mécaniques statistiques nécessaires pour prouver la reproductibilité du procédé et obtenir une qualification formelle de vol, comme le détaille VoxelMatters.
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