Ursa Major: innovation dans la propulsion aérospatiale grâce à la fabrication additive
L’entreprise américaine révolutionne à la fois les systèmes propulsifs et l’impression 3D elle-même, en numérisant les processus de production et en développant des solutions pour la production flexible de moteurs de fusée.
Ursa Major, fondée en 2015 et basée dans l’Ohio et le Colorado, a fait de la fabrication additive le cœur de sa stratégie de production. L’entreprise, qui emploie plus de 300 personnes, développe des composants critiques pour le lancement spatial, l’hypersonique, les moteurs à propergol solide et le mouvement dans l’espace.
Le moteur Hadley représente une étape importante : 80% de sa masse est constitué de pièces imprimées en 3D métallique. La plupart des autres produits de l’entreprise intègrent des composants additifs de manière substantielle.
- Ursa Major produit des moteurs avec 80% de composants imprimés en 3D en masse
- L’entreprise numérise la fabrication additive pour en réduire la complexité
- Le processus Lynx combine AM, composites et robotique pour la production flexible de moteurs de fusée solides
Du prototypage rapide à la production en série
La fabrication additive est passée d’un outil d’itération rapide à une solution de production complète pour des composants propulsifs complexes.
“Nous sommes experts en propulsion”, déclare Nick Doucette, vice-président des opérations d’Ursa Major.
L’approche initiale de l’entreprise prévoyait l’utilisation de l’impression 3D principalement pour accélérer le développement.
“La seule façon d’attirer les investisseurs était de prouver que nous pouvions construire un moteur de fusée à combustion avancée”, explique Doucette. “En 12-18 mois, nous devions passer de zéro à un système fonctionnel. Nous avons imprimé autant que possible car c’était le moyen le plus rapide d’obtenir des composants complexes”.
Cette nécessité a transformé la fabrication additive d’outil auxiliaire en technologie de production centrale.
Numériser la fabrication additive
Ursa Major aborde les limites de l’impression 3D en la traitant comme une technologie numérique à optimiser avec des algorithmes plutôt qu’avec une expertise humaine.
L’entreprise a identifié des problèmes structurels dans la fabrication additive actuelle. Trop de capacité est liée à des fonctionnalités propriétaires et opaques des machines. Trop d’expertise spécialisée est nécessaire pour mettre en œuvre efficacement l’additif.
Pour augmenter la production, Ursa Major investit dans la réduction de la complexité intrinsèque de la FA. L’approche repose sur une acquisition extensive de données, le développement d’algorithmes et des collaborations.
Ursa Major traite la fabrication additive comme une technologie numérique optimisable par code plutôt que de se fier exclusivement à l’expertise humaine.
Lynx : production flexible pour moteurs à propergol solide
Le processus Lynx répond à la demande croissante de moteurs-fusées solides en combinant fabrication additive, composites et robotique pour une production polyvalente.
Les moteurs-fusées à propergol solide (SRM) sont demandés pour des applications militaires comme les missiles et certaines catégories de lanceurs spatiaux. Ils sont facilement stockables à long terme et moins complexes à construire que les moteurs à propergol liquide.
“Les moteurs-fusées solides sont intéressants parce que vous ne développez pas vraiment un moteur. Vous construisez un processus de production”, explique Doucette.
Le défi de la variété
Les États-Unis utilisent 35 à 40 types différents de missiles, avec environ douze autres en considérant les alliés. La demande a augmenté dramatiquement avec la guerre en Ukraine et les conflits ultérieurs.
Avant cette augmentation, les fabricants de moteurs-fusées solides avaient mis hors service des lignes de production ou fermé. Cela laisse le secteur de la défense avec une pénurie de stocks et de fournisseurs.
Solution robotisée
Le processus Lynx développé par Ursa Major combine fabrication additive et composites avec robotique pour produire de manière flexible tout type de moteur solide requis.
“Tout le monde pense immédiatement : ‘Imprimez la partie explosive’”, dit Doucette. “Mais ce n'est pas le problème. Le véritable goulot d'étranglement que la chaîne d'approvisionnement et les clients demandent de résoudre est le processus de production pour la géométrie de l’enveloppe”.
Les lignes de production conventionnelles sont spécialisées pour des diamètres spécifiques de moteurs. Les reconfigurer pour des produits différents nécessite du temps et des ressources considérables.
Impact sur la défense et l'aérospatiale
La flexibilité de production devient un avantage stratégique dans un contexte de demande variable et de besoin de réponse rapide.
L’approche d'Ursa Major aborde directement les limitations des lignes de production traditionnelles. La capacité de passer rapidement entre différentes configurations de moteurs répond aux besoins du secteur de la défense.
La combinaison de la numérisation de la fabrication additive et des processus de production flexibles positionne l’entreprise comme innovateur tant dans la propulsion que dans les technologies de production elles-mêmes.
article écrit à l'aide de systèmes d'intelligence artificielle
Questions & Réponses
Quelle part du moteur Hadley est imprimée en 3D ?
80 % de la masse du moteur Hadley est constituée de composants imprimés en 3D métallique. Cela représente une étape significative pour Ursa Major dans l'utilisation de la fabrication additive.
Quel est l'objectif d'Ursa Major dans la numérisation de la FA ?
L'entreprise vise à réduire la complexité inhérente à la fabrication additive en la traitant comme une technologie numérique optimisable par des algorithmes. L'objectif est de dépasser la dépendance envers une expertise humaine spécialisée et des fonctionnalités propriétaires opaques.
Pourquoi Ursa Major a-t-elle initialement choisi l'impression 3D ?
L'impression 3D a été choisie pour accélérer le développement et passer de zéro à un système fonctionnel en 12 à 18 mois. C'était la méthode la plus rapide pour obtenir les composants complexes nécessaires pour attirer des investisseurs.
Que comprend le processus Lynx développé par Ursa Major ?
Le processus Lynx combine la fabrication additive, les composites et la robotique. Cette intégration permet une production flexible de moteurs-fusées à propergol solide.
Où Ursa Major a-t-elle son siège ?
Ursa Major est une entreprise américaine fondée en 2015, avec des sites opérationnels dans l'Ohio et le Colorado. L'entreprise emploie plus de 300 personnes spécialisées dans la propulsion.
