Au Bourget, PTC présente le premier micro turboréacteur entièrement imprimé en 3D
Dans l'aéronautique, il n'y aura peut-être bientôt plus besoin d'assemblage pour la réalisation de turboréacteur. Au Paris Air Show 2023, qui se tient du 19 au 25 juin au Bourget, l'éditeur PTC présente en effet le premier micro turboréacteur intégralement imprimé en 3D, conçu dans Creo, son logiciel de CAO. Pour le secteur, il s'agit d'une innovation majeure, source de gains de temps et d'argent quant à l'approvisionnement et l'acheminement de composants.
Les équipes de PTC s'attendent à un vif intérêt des acteurs au salon du Bourget pour ce projet universitaire. "Dans l'aéronautique, les acteurs n'imaginent pas toujours ce qu'il est possible de réaliser avec la fabrication additive (procédé de création d'objets tridimensionnels à partir d'un fichier numérique, ndlr). Or, cette dernière représente une réduction des coûts et la possibilité d'une production à la demande. Les fabricants sont exposés à de multiples défis liés à la chaîne d'approvisionnement, à la disponibilité des pièces et au maintien en interne de l'expertise et des compétences adéquates pour réaliser ces assemblages de haute précision", souligne Steve Dertien, EVP & Chief Technology Officer chez PTC. Des challenges renforcés par la pénurie de composants rencontrée en 2022.
Ce micro turboréacteur est le fruit de nombreuses années de recherche dans le domaine de la propulsion par réaction et en ingénierie de moteurs innovants de Ronen Ben Horin, vice-président de la technologie chez PTC et chercheur principal à l'Institut de technologie de Technion, en Israël, ainsi que de Beni Cukurel, professeur agrégé en aérospatiale à Technion. Ce travail de recherche effectué, il a ensuite fallu près de deux ans pour concrétiser le projet, mené depuis avril 2021 avec PTC.
Une centaine de pièces économisées
Le micro turboréacteur a été conçu grâce aux fonctionnalités de modélisation de structures en treillis de la plateforme Creo, permettant de réduire le poids et la quantité de matériaux tout en préservant la résistance et les performances des conceptions. "Il y a eu un grand travail de simulation, les propriétés matérielles du composant devaient servir au fonctionnement interne du moteur. Le treillis favorise l'échange thermique dans le moteur", explique Steve Dertien.
Sa modélisation réalisée, l'appareil a été imprimé en treize heures par une imprimante 3D de la société EOS, compatible avec le logiciel Creo. "La capacité de Creo de pouvoir concevoir des surfaces qui seront imprimées de manière autoportante, donc sans support grâce à la technologie SLS, a également été cruciale", précise Steve Dertien. Composé d'Inconel, un alliage haut de gamme constitué de nickel, de chrome, de fer, de magnésium et de titane, le turboréacteur d'une seule pièce pèse seulement 3,6 kg, quand les micro-turboréacteurs traditionnels, composés d'une centaine de composants, sont bien plus lourds. Les moteurs à réaction d'avion sont quant à eux constitués de milliers de pièces.
Le Technion travaille dès à présent à la deuxième génération de ce turboréacteur. "Ce premier appareil démontre qu'il est possible d'imprimer en 3D un micro turboréacteur et qu'il est fonctionnel. La prochaine étape sera d'en prouver les performances car il révolutionne la manière de penser la conception. Tout doit être repenser dans la géométrie du produit, la circulation du carburant, etc.", indique Steve Dertien. Une manière pour PTC d'accompagner l'évolution de la stratégie des avionneurs. Dassault Aviation par exemple prévoit d'introduire ses premières pièces de série imprimées en 3D dans ses appareils civils et militaires en 2025.