Autrefois considérée comme une nouvelle technologie dans le domaine du prototypage rapide en plastique et des laboratoires, l'impression 3D est aujourd'hui un outil essentiel pour une industrie fascinante - la fabrication de fusées. Les ingénieurs et les fabricants utilisent maintenant la technologie d'impression 3D sur métal pour créer des fusées imprimées en 3D, un progrès qui pourrait rendre l'exploration spatiale plus réalisable que jamais.
Comment et pourquoi imprimer des fusées en 3D
L'impression 3D a gagné en popularité grâce à sa capacité à fabriquer des formes personnalisées et peu coûteuses, ce que la plupart des techniques de fabrication ne permettent pas. L'industrie aérospatiale ayant souvent des exigences nouvelles en matière de composants, l'impression en 3D est une solution naturelle. À l'instar de l'impression 3D en plastique plus stéréotypée, l'impression 3D en métal dans le développement des fusées réduit considérablement le temps nécessaire pour prototyper une idée.
Systèmes de fusées imprimées en 3D
Les systèmes de fusée imprimés en 3D accélèrent nettement la fabrication et les essais répétés, ce qui représente un avantage considérable en matière de développement, tant du point de vue du capital que du temps. La fabrication traditionnelle de fusées exige un équipement de pointe et des installations d'outillage complexes, ce qui rend extrêmement difficile et coûteuse la modification d'un modèle. Toutefois, l'impression 3D permet de réviser significativement les outils et les réglages nécessaires associés aux techniques de fabrication rigides. Avec l'impression 3D, l'industrie des fusées a enfin trouvé une solution rentable et efficace.
Avantages de l'impression 3D
Un autre avantage important de l'impression 3D dans la technologie des fusées est la réduction du nombre de pièces. En effet, la plus grande partie du volume d'une fusée est absorbée par le carburant, ce qui signifie qu'elle doit stocker le carburant en toute sécurité dans des chambres étanches et isolées. Les techniques de fabrication traditionnelles exigent une pléthore d'attaches, de garnitures d'étanchéité et de joints toriques pour isoler efficacement les types de combustible et maintenir le fonctionnement correct et sûr de la fusée.
Une fusée traditionnelle peut comporter jusqu'à 100 000 pièces, mais celles imprimées en 3D peuvent en réduire le nombre à environ 1 000. Grâce à l'impression 3D, le nombre de pièces dans les réservoirs de carburant et les moteurs de fusée peut être considérablement réduit, et la structure, la main-d'œuvre et les coûts sont extrêmement optimisés. Cette flexibilité dans l'espace de conception est susceptible de contribuer à optimiser le poids, le flux de combustible et la gestion thermique, et l'optimisation s'accompagne d'une efficacité. L'augmentation de l'efficacité des fusées se traduit directement par une augmentation de la puissance des fusées et de la distance parcourue.
Trois leaders dans le domaine des fusées imprimées en 3D
SpaceX : Outre la fabrication de certaines des plus puissantes fusées de l'histoire et des premières fusées réutilisables à atterrir en toute sécurité sur la terre, SpaceX utilise également l'impression 3D tout au long de son procédé de fabrication. Plus particulièrement, SpaceX a adopté l'impression 3D sur métal pour créer les moteurs SuperDraco destinés à son vaisseau spatial Dragon pour le transport de personnes et de marchandises.
Relativity : Il s'agit peut-être du plus célèbre fabricant de fusées au monde axé sur l'impression 3D, et ses procédés de fabrication reposent presque entièrement sur l'impression 3D. Relativity utilise le Dépôt d'énergie dirigé (DED) et le Frittage laser direct des métaux, entre autres technologies propriétaires, pour créer des fusées imprimées en 3D. Sa réalisation la plus remarquable est son procédé de fabrication, qui bénéficie d'un algorithme breveté d'apprentissage machine piloté par données qui optimise les boucles de contrôle pour « Stargate », son système d'impression 3D propriétaire, qui est aussi la plus grande imprimante 3D métallique du monde.
Ursa Major : Cette start-up basée au Colorado et liée à Ball Aerospace, ULA, NASA et Lockheed Martin, se concentre sur la commercialisation du marché des lancements de micro et nano-satellites. Ces fusées donnent un nouveau sens à l'expression « petites mais puissantes », car elles peuvent produire une force de plus de 5 000 livres et sont à peu près de la taille d'un sac à dos. Ursa Major s'appuie sur la technologie d'impression 3D pour fabriquer des moteurs de fusée hautement optimisés qui peuvent propulser de petits satellites de communication percutants pour les entreprises. Ursa Major vise à devenir l'organisation de facto pour le déploiement en masse de petits satellites.
L'avenir de l'impression des fusées en 3D
Les fusées imprimées en 3D pourraient être l'avenir du vol spatial, poussant nos capacités de fusées vers de nouveaux sommets. De nombreuses entreprises et startups du secteur des fusées explorent et utilisent la technologie d'impression 3D, ne serait-ce que pour quelques composants essentiels, afin de permettre aux ingénieurs d'explorer l'espace de conception beaucoup plus rapidement. Une chose est sûre : ce n'est qu'une question de temps avant que nous découvrions comment transporter une de ces imprimantes 3D sur Mars.