L'impression 3D pour réduire les coûts de maintenance, réparation et rénovation (MRR) dans les transports aériens
La fabrication additive qui incrémente de manière séquentielle des couches de matière selon les spécifications d'un fichier de CAO (conception assistée par ordinateur) a fait d'énormes progrès depuis ses débuts pour de petites séries de pièces sur mesure. Le projet REPAIR (Future repair and maintenance for aerospace industry), financé par l'UE, s'est attaché à réduire les frais de maintenance, réparation et rénovation du secteur aérospatial grâce à la fabrication additive, tout en diminuant les déchets et les délais de livraison. Les concepts de surveillance des conditions et de gestion préventive de l'état ont été adaptés aux pièces obtenues par fabrication additive impliquées dans le processus de MRR, afin d'estimer la durée de vie utile restante des pièces et d'axer plus facilement la planification sur la demande. Le projet REPAIR a étendu et amélioré un système logiciel de gestion de workflow de MRR déjà utilisé grâce à l'intégration de plusieurs composants informatiques inédits. De cette manière, le processus de MRR peut s'appuyer sur une seule architecture informatique intégrée encourageant l'automatisation tout en réduisant les délais de livraison et les coûts. Pour adapter la technologie de fabrication additive aux besoins de l'aérospatiale, les partenaires du projet ont mis au point un système de réparation groupée consistant à réparer un grand nombre de pièces métalliques identiques à l'aide d'un système intégré de qualité installé sur site et utilisant un dispositif de fixation spécial. Ils ont également développé une machine de dépôt direct de métal sur 5 axes dont le processus d'addition est intégré à des outils de balayage et de fraisage pour pouvoir réparer les pièces de rechange. Le logiciel de contrôle qui accompagne la solution autorise l'analyse semi-automatisée des défauts, le calcul des couches 3D et toutes les opérations de fabrication. Grâce aux 5 axes du système, le machine peut construire des structures sur des surfaces inégales. Il devient ainsi possible de réduire considérablement les efforts de prétraitement et post-traitement des pièces de rechange cassées. Pour produire des pièces de haute qualité par fabrication additive et exploiter pleinement le potentiel de la technologie, l'équipe du projet REPAIR a mené des recherches approfondies sur le test des facteurs de surface, précision et qualité des pièces afin de déterminer les paramètres optimisés et de garantir un résultat fiable. Elle a notamment mis au point des procédures de qualification et de certification qui ont été utiles à d'autres initiatives connexes. L'équipe a aussi procédé à la spécification d'un composant d'assurance qualité via informatique qu'elle a ensuite intégré à la plateforme de gestion technologique. Enfin, les chercheurs ont identifié de nouveaux modèles métier portant aussi bien sur l'exploitation de la solution complète que sur chacun des composants et systèmes industriels développés. L'équipe du projet REPAIR a produit une feuille de route prévoyant les étapes de développement futur. La technologie du projet REPAIR devrait apporter de multiples avantages, tant dans la réduction du coût et du temps économisé par les services de MRR qu'au niveau de la création d'emplois, la réduction des déchets et la consommation d'énergie ou l'amélioration de la sécurité des appareils. L'application innovante de l'impression 3D pour la maintenance et la réparation sur site des avions est une idée qui prendra bientôt son envol.
Mots‑clés
Maintenance, réparation, fabrication additive, avion, industrie aérospatiale, impression 3D, maintenance prédictive, gestion de la chaîne d'approvisionnement
