Kelly Manufacturing Company (KMC) fabrique la gamme d'instruments d'avion R.C. Allen et est le plus grand fabricant d'instruments d'aviation générale au monde.
La gamme R.C. Allen comprend des gyroscopes d'altitude pneumatiques et électriques, des gyroscopes directionnels, des indicateurs de virage et d'inclinaison, des indicateurs de virage et de glissement, des coordinateurs de virage, des tachymètres, des jauges de moteur, des systèmes d'avertissement de tension, des ensembles de sonde de batterie et des inverseurs de tension. La fabrication d'instruments exige des installations d'essai rigoureuses et un système de qualité solide pour garantir que les pilotes d'avion disposent de systèmes fonctionnels et fiables pour un vol en toute sécurité.
L'instrument M3500 est un indicateur de "virage et d'inclinaison" qui fournit au pilote le taux de virage de l'avion. Un composant essentiel du M3500 est le boîtier torique qui contient la bobine utilisée pour alimenter le gyroscope au cœur de l'instrument. Les boîtiers étaient auparavant fabriqués à partir de pièces moulées en uréthane. Il était difficile de respecter des spécifications dimensionnelles strictes pour la hauteur du boîtier en utilisant cette méthode et un ponçage manuel était nécessaire pour éliminer les artefacts du processus de moulage. Un autre problème avec cette approche est que de nouveaux outils devaient être produits à un coût considérable chaque fois que la conception changeait. Le délai de livraison de 500 pièces moulées était de trois à quatre semaines.
Pièces pour le prototypage rapide
Rapid Processing Solutions Inc. (Rapid PSI) est un fabricant à façon spécialisé dans la fabrication additive de pièces aérospatiales. L'entreprise utilise les systèmes de production 3D de Stratasys pour fabriquer des pièces de production pour la plupart des grands fabricants d'avions d'affaires dans le monde. La plupart de ces pièces sont fabriquées avec le matériau ULTEM 9085 de SABIC, qui est un thermoplastique solide et léger largement utilisé dans les intérieurs d'avions. Le matériau est résistant à la chaleur jusqu'à 320° F (160° C) et est intrinsèquement retardateur de flamme, offrant une conformité FST (flamme, fumée et toxicité) complète, y compris un dégagement de chaleur de 55 kw min/m2 et un dégagement de chaleur maximal selon la méthode d'essai OSU.
Rapid PSI a initié KMC à la fabrication numérique directe et au matériau ULTEM, avec des résultats probants. Pour KMC, Rapid PSI produit désormais 500 boîtiers de tore en une seule fois sur un système de production 3D Stratasys F900 à grand cadre, basé sur la technologie FDM. Rapid PSI peut commencer un cycle le soir et avoir un lot de pièces prêt le matin. "Nous avons apprécié le fait qu'il n'y ait pas besoin d'outillage et qu'il soit facile de passer au nouveau matériau et au nouveau processus", a déclaré Justin Kelly, président de KMC.
"Le délai d'exécution pour 500 unités a été ramené à trois jours. Dans le monde de l'aéronautique, c'est rapide pour des pièces de production certifiées. "
- Justin Kelly / Kelly Manufacturing Company
Atteindre des tolérances serrées
En atteignant des tolérances serrées de 0,003 in. (0,0762 mm), la FDM offre une précision dimensionnelle nettement supérieure à celle du processus de moulage de l'uréthane, et élimine le besoin de ponçage manuel. La température nominale et les données de combustion d'ULTEM 9085 dépassent largement celles du matériau utilisé précédemment. "Le délai d'exécution pour 500 unités a été réduit à trois jours entre la commande et la livraison des pièces", a déclaré Kelly. "Dans le monde de l'aéronautique, c'est rapide pour des pièces de production certifiées". Autre avantage, les coûts par pièce ont été réduits de 5 % et les coûts d'outillage ont été éliminés.
Depuis qu'elle a découvert la fabrication numérique directe avec FDM pour le boîtier du tore, KMC a également commencé à utiliser les machines Stratasys de Rapid PSI, avec des matériaux PC et ABS pour ses applications de prototypage plus importantes. "Contrairement à nos précédents prototypes rapides, les pièces FDM peuvent être utilisées pour les tests fonctionnels car elles sont fabriquées dans les mêmes matériaux que ceux que nous utilisons pour les pièces de production", a déclaré Kelly. "La FDM est également plus abordable, ce qui nous a permis de faire plus de R&D que ce qui aurait été possible autrement."
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