Fabricant français d'équipement d'origine (OEM) et prestataire de services d'impression 3D 3DCeram a été sélectionné comme fournisseur officiel du fabricant français de propulsion spatiale ThrustMe pour fournir des pièces en céramique imprimées en 3D pour son système de propulsion spatiale.
ThrustMe cherchera désormais à tirer parti de l'expertise de 3DCeram dans la fabrication additive céramique et à exploiter le potentiel des matériaux céramiques pour les applications aérospatiales. L'approche de ThrustMe en matière de céramique d'impression 3D vise à surmonter les limites des matériaux et des techniques de fabrication traditionnels. La société affirme que la fabrication additive céramique offre une solution plus compacte, efficace et fiable que la fabrication traditionnelle.
Arnaud Roux, représentant commercial de 3DCeram, a déclaré : « Pour 3DCeram, nous sommes fiers de notre partenariat avec ThrustMe, car le lancement réussi d'un composant céramique imprimé en 3D dans l'espace marque une étape majeure dans l'application de la fabrication additive. Il marque également une nouvelle ère dans lequel des pièces complexes et personnalisées peuvent être produites efficacement va au-delà des contraintes de fabrication traditionnelles. Cette avancée majeure valide non seulement la viabilité de l'impression 3D en tant qu'outil de production, mais nous incite à aller plus loin et à ouvrir les vastes possibilités du futur.
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△Imprimante 3D 3DCeram. Photo via 3DCeram.
ThrustMe se tourne vers la fabrication additive
Fondé en 2017, ThrustMe est devenu l'un des acteurs incontournables du nouvel espace spatial, spécialisé dans la miniaturisation des systèmes de propulsion électrique.
L'ère du « nouvel espace » fait référence aux derniers développements et progrès de l'industrie spatiale menés par des entreprises privées. Selon Elena Zorzolli Rossi, chef de produit chez ThrustMe, la commercialisation de l'espace est portée par des progrès technologiques rapides. Zorzolli Rossi affirme que les entreprises doivent prendre plus de risques, itérer rapidement et essayer de nouvelles idées pour développer davantage l'industrie spatiale. Zorzolli Rossi a ajouté : "L'ensemble de la chaîne de production doit être prêt à faire face aux nouveaux coûts d'espace ou aux nouveaux délais de livraison."
En 2020, ThrustMe a démontré avec succès le premier système de propulsion électrique à l'iode au monde dans l'espace. ThrustMe fournit désormais principalement les grands lanceurs de satellites et a ouvert un nouveau site de production capable de produire 365 produits par an.
Selon Zorzolli Rossi, après une longue recherche et exploration, ThrustMe a choisi d'utiliser l'impression 3D pour fabriquer des pièces spécifiques dans le propulseur. Cette décision a pris en compte de nombreux facteurs qui rendent la fabrication additive supérieure aux méthodes de fabrication traditionnelles.
Zorzolli Rossi explique : « Tout d'abord, l'industrie aérospatiale a souvent besoin de produire des formes complexes qui ne peuvent pas être obtenues facilement par les méthodes d'usinage traditionnelles. Chez ThrustMe, nous ne parlons pas seulement de complexité, mais aussi de miniaturisation, qui est la clé de notre produit. exigences de développement. Dans ce cas, l'impression 3D offre une solution transformatrice pour créer des conceptions spécifiques avec la précision dont nous avons besoin."
De plus, la polyvalence de l'impression 3D est citée comme un avantage clé, permettant aux entreprises d'itérer et d'affiner rapidement les conceptions sans encourir de coûts ou de délais importants.
Zorzolli Rossi a déclaré : « Les processus de fabrication traditionnels impliquent souvent la création de moules ou d'outillages, ce qui peut prendre du temps et être coûteux. accélérer notre délai de mise sur le marché."
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△ Composants aérospatiaux ThrustMe. Photo via ThrustMe.
Pourquoi utiliser la céramique ?
Zorzolli Rossi a déclaré: "Nous avons soigneusement évalué plusieurs facteurs avant de choisir un matériau céramique. L'utilisation de la céramique prend en compte plusieurs facteurs clés liés à l'environnement spatial difficile, tels que le vide et les plages de températures extrêmes, ainsi que le plasma d'iode. Caractéristiques spécifiques de la propulsion en vrac (par exemple flux de particules élémentaires à haute énergie, émission secondaire, pulvérisation intense et gravure ionique réactive)."
En fin de compte, une considération clé influençant cette décision concerne l'environnement dans lequel le composant cible sera exécuté. Zorzolli Ross explique : "Certains de nos composants sont exposés à des températures élevées dans des environnements plasma chimiquement actifs et nécessitent des matériaux présentant une excellente résistance thermique et chimique. Le choix le plus approprié."
La large conductivité thermique de la céramique en fait également une option intéressante. En fait, un transfert de chaleur et une isolation thermique efficaces sont essentiels pour les composants de ThrustMe. Cela permet de diriger efficacement le flux de chaleur et d'éviter la surchauffe ou le refroidissement. Les céramiques ont une large gamme de propriétés conductrices, permettant un transfert de chaleur sélectif et garantissant des performances optimales de ces produits.
Les propriétés électriques de la céramique ont également joué un rôle important dans le processus de sélection des matériaux de ThrustMe. Zorzolli Ross a déclaré : « Nos composants avaient besoin d'un matériau capable d'isoler et de prévenir efficacement les pannes électriques à haute tension. La céramique possède d'excellentes propriétés d'isolation électrique, ce qui la rend idéale pour répondre à nos exigences strictes à cet égard.
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△Pièces aérospatiales ThrustMe. Photo via ThrustMe.
Impression 3D de céramiques spatiales
L'année dernière, l'Agence spatiale française a annoncé qu'elle étudiait l'application de l'impression 3D céramique dans l'optimisation des sous-systèmes spatiaux. Plus précisément, les chercheurs ont évalué comment les matériaux céramiques oxydes d'impression 3D pourraient améliorer la conception de sous-systèmes clés pour la propulsion spatiale.
Cette étude met en évidence que les xérogels optimisés de grenat d'yttrium et d'aluminium (YAG) offrent des propriétés de résistance et de résistance au fluage souhaitables lorsqu'ils sont imprimés en 3D dans des formes complexes. Ainsi, les céramiques YAG imprimées en 3D pourraient être utilisées pour former la base des alliages métalliques utilisés dans les futures aubes de turbine pour l'exploration de l'espace lointain.
De plus, la Station spatiale internationale (ISS) est équipée de l'installation de fabrication additive céramique de MadeIn Space, le Turbo Ceramic Manufacturing Module (CMM). Ce module comprend une imprimante 3D SLA pour démontrer la faisabilité de la fabrication d'un composant de turbine en céramique monobloc dans un environnement de microgravité. Il s'agirait de la première imprimante 3D SLA à fonctionner en orbite.
