La fabrication économique de pièces pour moteur à combustion pauvre
La législation future relative aux émissions des moteurs de gros porteurs exige des modifications progressives en technologie de combustion. Un des principaux objectifs de la combustion pauvre est de brûler le carburant et l'air à des températures moins élevées, ce qui réduit les émissions d'oxyde d'azote. Les conceptions de refroidissement les plus efficaces sont difficiles à former avec les méthodes conventionnelles, qui exigent des compromis réduisant les performances ou la durée de vie. La fabrication additive au laser de couches est capable de former les géométries complexes requises dans des super-alliages à base de nickel. Cependant, l'équipement utilisé sert au prototypage à usage général de petits volumes de pièces mais il est incapable de produire à faible coût et en grande quantité des pièces d'avion. Le projet MALT (Multilaser additive layer manufacturing of tiles) a développé un prototype de machine à plusieurs lasers qui permet de fabriquer à faible coût des pièces destinées aux avions. Le système peut évoluer à la fois en termes de vitesse que de taille de l'enveloppe, ce qui permet de produire des pièces de plus grande taille sans changer les caractéristiques de la fusion par laser. Il s'avère également être aussi performant que les méthodes de fabrication additive les plus avancées, tout en étant compétitif et souple dans sa conception. Le nouveau prototype de machine utilise quatre champs de balayage laser se chevauchant, qui couvrent une zone de fabrication de 400 mm x 400 mm. Le projet a construit et utilisé une installation d'essai pour étudier les méthodes de contrôles des zones de chevauchement entre les champs laser et une chambre de combustion y a été intégrée. Les chercheurs ont développé des techniques pour contrôler les quatre lasers simultanément et ils ont effectué des simulations informatiques détaillées pour modéliser l'écoulement des gaz dans la chambre. Pendant neuf mois, les partenaires de MALT ont utilisé la machine dans un mode de production simulée. Quatre structures différentes ont été construites de façon cyclique: un modèle de test géométrique pour suivre la précision du champ de balayage de la machine; une structure de test pour suivre les propriétés chimiques et mécaniques; un lot de petites pièces représentatives; et une pièce représentative de grande taille combinant les quatre champs laser. L'équipe a obtenu des résultats positifs en ce qui concerne les propriétés du matériau, la précision des pièces, la fiabilité et la facilité de maintenance de la machine, ainsi que les coûts d'exploitation.
Mots‑clés
Moteur à combustion pauvre, avion, chambre de combustion, fabrication additive, MALT, multilaser
