Compte tenu de l'importance des États-Unis sur la scène mondiale, due en grande partie à nos prouesses militaires, il peut être facile de tenir pour acquis que le maintien de la supériorité sur le champ de bataille est une tâche herculéenne.
Alors que le pouvoir mondial change et que la pression monte, les organisations de défense américaines sont encore plus pressées de maintenir leur avantage concurrentiel en explorant les dernières avancées technologiques.
L'impression 3D métal est un domaine émergent qui a le potentiel de révolutionner l'industrie de la défense. Elle peut permettre un avenir de technologies hautement complexes et innovantes, tout en maintenant et en renforçant les infrastructures vieillissantes existantes.
Dans cet article, nous examinerons cinq façons dont la fabrication additive métallique avancée peut avoir un effet transformateur sur l'industrie de la défense.
Livre blanc : Maintenir la supériorité sur le champ de bataille grâce à l'impression 3D métal
Qu'il s'agisse du développement rapide de pièces d'utilisation finale pour de futures applications critiques telles que l'hypersonique ou de la production de pièces de rechange vitales, Velo3D fournit aux organisations du DoD une solution de fabrication entièrement intégrée, évolutive et déployable pour les composants critiques hautes performances.
1. Maintenir les infrastructures héritées et vieillissantes
La fabrication additive métallique avancée est un avantage concurrentiel en matière de prototypage rapide et de développement de nouvelles technologies, mais la vérité est qu'un grand pourcentage de notre infrastructure militaire est constituée d'équipements hérités qui seront sur le terrain dans un avenir prévisible. Une partie de cette infrastructure héritée peut même dépendre de la maintenance et du support de pièces de fabricants qui ne sont plus en service.
La transition vers la fabrication additive métallique avancée donne à l'industrie de la défense la capacité d'entretenir et de maintenir les actifs hérités de nouvelles façons.
Grâce à l'impression 3D métallique, les pièces centrales peuvent être recréées à partir de conceptions existantes et produites beaucoup plus rapidement que les fabricants d'approvisionnement spécialisés dans les infrastructures héritées.
Cette nouvelle agilité insuffle une nouvelle vie aux actifs vieillissants, ce qui aide à maintenir la supériorité sur le champ de bataille.
2. Créer des chaînes d'approvisionnement agiles
En parlant d'agilité, la pandémie a vraiment révélé à quel point les chaînes d'approvisionnement manufacturières sont vulnérables et faibles. Pour les pièces critiques, il s'agit d'un obstacle majeur à la navigation dans les points d'étranglement de la chaîne d'approvisionnement, ce qui entraîne des retards de plusieurs mois.
Les leaders émergents dans le domaine du vol hypersonique se tournent vers la FA métallique avancée pour concevoir, produire et itérer rapidement sur des composants critiques.
Hermeus, une société basée à Atlanta qui développe des avions hypersoniques réutilisables pour des applications militaires et commerciales, a investi dans le Sapphire technologie pour réduire considérablement les délais de production des composants de base de leur moteur Chimera.
Selon Cas Glenn, directeur technique d'Hermeus, « Nous ne pourrions pas faire ce que nous essayons de faire aujourd'hui sans additif. À l'heure actuelle, avec la chaîne d'approvisionnement où elle se trouve, vous envisagez une demi-année ou une année complète pour pouvoir obtenir ces types de composants. La vitesse est extrêmement importante pour nous, et c'est là qu'elle brille.
En déplaçant la production de pièces vers des systèmes de fabrication additive métallique avancés, l'industrie de la défense peut réduire considérablement les délais de livraison de ces pièces importantes.
Au lieu de s'appuyer sur des sources uniques de fabrication, l'industrie de la défense peut puiser dans un riche réseau de sous-traitants pour créer une chaîne d'approvisionnement distribuée qui présente l'agilité nécessaire pour suivre le rythme de tout conflit mondial émergent.
3. Advanced Metal AM augmente l'avantage concurrentiel
Bien que les applications militaires de la fabrication additive métallique avancée en soient encore à leurs balbutiements, l'impression 3D métallique révolutionne la capacité d'innovation d'autres industries (spatiale, aérospatiale, pétrolière et gazière, etc.) depuis des années.
La promesse de la fabrication additive métallique avancée est la capacité de créer des pièces plus complexes et de donner aux ingénieurs une véritable liberté de conception non limitée par des problèmes de fabricabilité.
Par exemple, Aerojet Rocketdyne et nTopology ont collaboré pour utiliser la solution AM métallique entièrement intégrée de Velo3D afin de créer des systèmes de contrôle de fusée plus légers et plus petits. Les méthodes de fabrication traditionnelles telles que la coulée, le brasage et le soudage ne pouvaient pas atteindre la complexité de canal interne requise, tandis que les systèmes de fabrication additive métallique conventionnels se débattaient avec les caractéristiques de treillis délicates de la pièce, qui sont utilisées pour augmenter la rigidité.
La technologie AM métallique de Velo3D a imprimé la pièce avec des structures de support minimales et sans incliner la pièce par rapport à la plaque de construction.
Cela a permis d'imprimer la pièce dans l'orientation optimale et d'éliminer des quantités importantes de post-traitement. Velo3D a également imprimé la pièce en Titane 6Al-4V, un matériau dur et cassant, avec une contrainte thermique minimale.
Le propulseur RCS résultant est un cinquième de la masse et la moitié de la taille de l'original, tout en conservant toutes les fonctionnalités. C'est aussi un tiers du coût et plus facile à assembler, avec un risque d'échec moindre.
En tirant parti de la fabrication additive métallique avancée, l'industrie de la défense peut exécuter des pièces complexes, en particulier dans le domaine très important de l'hypersonique, qui vont bien au-delà des limites des processus de fabrication traditionnels ainsi que des systèmes AM métalliques hérités. Ces améliorations de pièces signifient une meilleure efficacité et une meilleure consommation de carburant, des durées de vie plus longues grâce à des options de matériaux plus durables, de meilleures normes d'émission et bien plus encore.
4. Construire une solution de fabrication proche du théâtre évolutive et reproductible
Là où les anciens systèmes de fabrication additive métallique ont connu des difficultés, c'est dans le domaine de la répétabilité. Faire en sorte qu'une machine recrée une pièce exactement identique à la machine voisine a été un obstacle qui a empêché la fabrication additive métallique d'être une solution de fabrication fiable et évolutive.
Dans les nouveaux systèmes d'impression 3D métalliques avancés, comme celui lancé par Velo3D, l'intégration du logiciel de conception, du matériel d'impression, de l'assurance qualité et de l'étalonnage au niveau du parc a créé les conditions de l'évolutivité.
Par exemple, un package de construction peut être créé dans l'un des arsenaux de base américains, une équipe valide ce package de construction aux États-Unis, puis l'envoie à une machine Velo3D proche du théâtre où il peut ensuite être reproduit exactement selon les mêmes normes. Grâce aux capacités de fichiers d'impression reproductibles Velo3D, nous pouvons nous assurer que le package de construction sera identique à la construction aux États-Unis.
Cela signifie pour les applications militaires que des centres de fabrication peuvent être installés à proximité du théâtre pour fournir aux lignes de front des pièces cruciales presque à la demande. Et, contrairement aux formes de fabrication traditionnelles qui nécessitent une formation d'experts pour produire des pièces critiques, un système de fabrication additive métallique avancé ne nécessite pas de connaissances spécialisées pour fonctionner.
5. Réduire la dépendance à l'égard de la fabrication étrangère
La promesse de chaînes d'approvisionnement distribuées signifie également plus de contrôle sur la fabrication pour l'industrie de la défense. Plutôt que de s'appuyer sur la fabrication dans d'autres parties du monde, l'industrie de la défense peut plutôt déplacer la production vers des partenaires de fabrication détenus ou exploités davantage au niveau national.
En faisant appel à des sous-traitants américains, l'industrie de la défense peut travailler avec des partenaires de confiance tout en aidant à soutenir l'activité économique américaine. Parlez d'un gagnant-gagnant.
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