La technologie de découpe au jet d'eau innove dans l'industrie aérospatiale

L’industrie aérospatiale est à la pointe de la conception, des matériaux et de la fabrication. Cela nécessite de la vision et du courage, ainsi que des ingénieurs et des fabricants effectuant un travail acharné de conception, de prototypage, de tests et d’itération. Le prototypage signifie une itération rapide pour valider et réduire les risques des nouvelles conceptions. Dans le passé, cela signifiait faire appel à une équipe indépendante de modélisateurs et d'opérateurs de machines avec un ensemble correspondant d'équipements spécialisés et complexes.

De plus en plus, les entreprises explorent une meilleure option pour produire des prototypes : elles intègrent de nouveaux outils de fabrication numérique au sein même du département d'ingénierie. Ces outils permettent aux ingénieurs de réaliser des prototypes immédiatement et localement, sans avoir à sous-traiter ou interrompre la production.

Cet équipement comprend des imprimantes 3D, des machines CNC, des découpeuses laser de bureau et, plus récemment, des jets d'eau de bureau. La découpe au jet d'eau abrasif de bureau est un processus parmi un nombre croissant de technologies dans une catégorie connue sous le nom d'outils de fabrication de bureau numérique. Le concept a créé de nouvelles possibilités pour les concepteurs aérospatiaux de réduire considérablement le temps écoulé entre une idée de conception initiale et un produit final. La fabrication d’ordinateurs de bureau numériques a commencé il y a plus de dix ans avec les imprimantes 3D de bureau. Ils sont parfaits pour créer des pièces complexes dans diverses matières plastiques. Ils ont été suivis par les découpeuses laser de bureau, capables de créer des pièces 2D dans des matériaux souples et fins tels que le bois et le plastique. Ces technologies ont permis aux ingénieurs de prototyper des découpeuses au jet d'eau récemment entrées sur le marché, permettant enfin aux ingénieurs de produire des pièces de précision dans n'importe quel matériau, y compris les métaux, les plastiques souples et durs, le verre, la fibre de carbone ou tout autre composite.

Les jets d'eau découpent une large gamme de matériaux en concentrant de l'eau à ultra haute pression et des particules abrasives dans une buse et en projetant la boue sur la pièce à usiner. Étant donné que tous les matériaux s'érodent, les jets d'eau produisent des pièces prototypes précises avec une excellente finition de surface dans de nombreux matériaux que les imprimantes 3D, les lasers ou les machines CNC ne peuvent pas gérer. Comme les jets d’eau utilisent un processus de découpe à froid, ils sont plus sûrs car ils ne créent pas de fumées ou de poussières dangereuses et évitent également les dommages causés par la chaleur ou la déformation des pièces coupées.

Ces outils permettent désormais aux ingénieurs de l'aérospatiale de produire des prototypes dans n'importe quel matériau, en interne, et à des vitesses et des cycles d'itération jamais possibles auparavant.

Apporter la production de prototypes au département d’ingénierie

Déplacer la production du prototype d'un atelier de modèles distinct vers les ingénieurs peut réduire le temps et le risque d'erreur impliqués dans la création et l'itération du prototype.

Par exemple, l'équipe R&D interne deIngénierie des systèmes appliqués en Floride développe des systèmes de combat pour l'USAF et l'USN. Ils sont confrontés à un certain nombre de défis, notamment l'accélération des délais d'exécution des pièces et des accessoires, la réduction des coûts dans ces délais rapides, la protection de la propriété intellectuelle sensible et le respect des spécifications gouvernementales de certification des matériaux et des processus.

L'entreprise découpait manuellement des structures de drones en fibre de carbone, des longerons et des fixations d'ailes de missiles en aluminium, ainsi que des acryliques pour les boîtiers et les plaques de recouvrement, opérations qui nécessitaient le transfert de l'ingénierie à des opérateurs qualifiés pour chaque élément et itération.

Pour améliorer le processus, ils ont introduit des outils de fabrication d'ordinateurs de bureau numériques, commeWAZER , une nouvelle machine de découpe jet d'eau de bureau. Kellan Cannon, un technicien en électronique, a déclaré : « Nous avons spécifiquement acheté un jet d'eau pour créer des prototypes uniques et rapides de manière plus abordable et plus efficace. La nature plug-and-play de cette machine est importante, car elle est facile à utiliser et il n’est pas nécessaire de faire appel à une autre personne qualifiée pour la faire fonctionner.

Les jets d'eau sont utilisés dans la phase de conception et de prototypage, ainsi que pour produire certaines pièces finales conçues pour les conditions difficiles du temps de guerre. Étant donné que ces outils permettent aux ingénieurs de passer des dessins de conception à la fabrication de fichiers de découpe de code G, les ingénieurs peuvent désormais imaginer, produire et itérer eux-mêmes les pièces, au lieu de confier les conceptions et d'attendre que les ateliers de production renvoient les pièces prototypes.