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ADMATEC | L’utilisation de la céramique est en plein essor

17/10/23

L’UTILISATION DE LA CÉRAMIQUE en fabrication additive EST EN PLEIN ESSOR

LES ENTREPRISES DE L’AÉROSPATIALE ET DE LA DÉFENSE TIRENT PARTI DES VALEURS INTRINSÈQUES DES MATÉRIAUX

Comme de nombreux secteurs industriels, les entreprises du secteur de la défense et de l’aérospatiale s’intéressent de plus en plus aux solutions de fabrication additive (FA) pour fournir des composants clés pour leur gamme d’applications – une tendance qui s’accélère presque aussi vite que les avions eux-mêmes. Selon le cabinet de conseil en technologie SmarTech, l’aérospatiale est le deuxième segment industriel le plus important desservi par la fabrication additive (après la santé).

La fabrication additive, ou impression 3D, permet souvent de produire des pièces plus durables, plus aérodynamiques, plus rentables et plus respectueuses de l’environnement que les méthodes de fabrication traditionnelles. Les matériaux céramiques s’avèrent particulièrement intéressants pour les conceptions aérospatiales. En fait, on estime que les développeurs ont obtenu plus de 8 000 brevets liés aux céramiques de qualité aérospatiale depuis le début des années 1980. D’importantes ressources sont investies dans la recherche, la conception et la mise en œuvre de matériaux et de produits céramiques. Les céramiques permettent de créer des composants plus légers et très détaillés, dotés d’une grande solidité structurelle, d’une grande robustesse et d’une résistance à de vastes plages de température.

Certaines entreprises aérospatiales adoptent la céramique pour des composants tels que les moteurs, les systèmes d’échappement et de propulsion (systèmes de carburant, allumeurs, tuyères, disques de rupture), les composants électriques (antennes, connecteurs à haute tension) et les composants structurels (systèmes de contrôle, jambes de force, systèmes de freinage en céramique).

QU’EST-CE QUI REND LES MATÉRIAUX CÉRAMIQUES SI INTÉRESSANTS POUR L’INDUSTRIE AÉRONAUTIQUE ?

Résistance à la chaleur

Les céramiques ont été adoptées pour de multiples applications dans les véhicules spatiaux, notamment la protection thermique contre les gaz d’échappement extérieurs et la protection intérieure sous forme d’isolation.

Qualités non corrosives

Les céramiques sont également appréciées pour leurs qualités non corrosives. La conception et la fabrication des produits aérospatiaux et aéronautiques faisant appel à de nombreux matériaux corrosifs et potentiellement dangereux, dont le kérosène, ce type de protection est essentiel.

Légèreté

Les céramiques sont utilisées dans la conception et la production aéronautique et aérospatiale parce qu’elles sont plus légères que les métaux. Lisses et généralement exemptes d’imperfections de surface, elles permettent d’augmenter la charge utile des avions, d’accélérer la vitesse des jets militaires et d’allonger les délais pour l’exploration spatiale.
l’exploration spatiale. Des pièces spécifiques telles que les soupapes, les joints et les composants hydrauliques des avions nécessitent les propriétés de haute performance des céramiques techniques pour répondre aux conditions sévères des moteurs à turbine à gaz à haute température, des moteurs de fusées et des systèmes de contrôle.

Les géométries des aubes de turbine devenant de plus en plus complexes, il est particulièrement difficile de fabriquer des aubes de turbine de haute qualité avec le moulage par injection de céramique en raison de la complexité de l’écoulement dans le moule.

La fabrication additive offre la possibilité de fabriquer des composants céramiques complexes tels que des aubes de turbine et des ailettes présentant les caractéristiques suivantes
stabilité à chaud, haute résistance à la corrosion, haute résistance à l’usure et faible dilatation thermique dans des conditions environnementales sévères.

Avec des températures proches de 1800° C et des alliages monocristallins dont les températures de fusion avoisinent les 1400° C, la conception du refroidissement interne est extrêmement importante dans les turbines à gaz.

Il en résulte des noyaux si complexes qu’il est pratiquement impossible de les fabriquer par moulage par injection. Mais les modifications de conception des coques et des noyaux peuvent être réalisées de manière plus efficace et plus économique grâce à l’impression 3D de céramiques.

L’activité Admatec de Nano Dimension offre des solutions parfaitement adaptées à la fabrication additive de pièces en céramique pour les secteurs de l’aviation et de la défense. Ses systèmes Admaflex 130 et Admaflex 300 combinent une technologie innovante avec les matériaux les plus avancés pour fournir une impression 3D de qualité supérieure pour les céramiques à haut mélange,de céramiques à faible volume.

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Best Prototype or Innovation

Admatec L'UTILISATION DE LA CÉRAMIQUE AM EST EN PLEIN ESSOR

Buse de carburant Duplex: Aristo-Cast Inc. (Almont, Michigan)

Matériau : Acier inoxydable.

Procédé : Coquille d’investissement imprimée.

Poids : 115 grammesDimensions : 2,5 x 1,5 x 1,5 pouces.

Application : Moteurs d’avion et turbines terrestres.

Client : Conception interne/preuve de concept

  • Ce gicleur de carburant d’Aristo-Cast crée un modèle de pulvérisation de carburant pour une combustion complète.
  • Créé en tant que preuve de concept, ce gicleur a été produit à l’aide du processus de moulage à la cire perdue imprimé (PICS). Des conceptions similaires sont produites par frittage laser direct de métaux (DMLS), mais la méthode PICS permet de réduire les coûts de 50 % ou plus tout en éliminant les obstacles à la création d’un moulage à la cire perdue réussi.

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Le concept ouvert Admaflex offre un contrôle total et une flexibilité optimale de la fabrication additive de qualité de pièces céramiques complexes avec céramiques complexes avec la plus haute résolution et les surfaces les plus lisses qui peuvent être générées 24 heures sur 24.

Grâce à la technologie DLP (Digital Light Processing), les systèmes Admaflex peuvent imprimer de fines caractéristiques avec une haute résolution et une faible rugosité de surface. Admatec propose une variété de matériaux qui confèrent des propriétés mécaniques, électriques, thermiques, biologiques et chimiques supérieures aux pièces céramiques obtenues par fabrication additive. Elles sont applicables dans les domaines de l’aviation et de la défense. L’entreprise cherche continuellement à ajouter de nouveaux matériaux à son portefeuille.

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  • Article de notre partenaire Admatec                                                                             

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