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Nouveaux produits

Nouveau cas d’application dans le domaine aérospatial

Publication: 30 juillet

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Le matériel Windform(R) XT 2.0 et l’impression 3D professionnelle permettent de réaliser des nano-satellites 1P PocketQube qualifiés pour l’espace...
 

CRP USA, l’entreprise américaine partenaire de CRP Technology, a réalisé trois modèles de pico-satellites conçus par Mini-Cubes. C’est la première fois que des prototypes fonctionnels entiers de 1P PocketQube prêts à l’usage dans l’espace ont été réalisés en utilisant un matériel composite renforcé de fibre de carbone, à savoir Windform® XT 2.0 et le procédé de synthérisation laser sélective

L’entreprise Mini-Cubes a été fondée en 2008 par Joseph Latrell dans le but de rendre les PocketQube, un type de nano-satellites très petits ayant des dimensions de 5 centimètres cubes environ et un poids ne dépassant pas 250 grammes, une alternative valide et viable aux CubeSat, dont la mise en orbite est en train de devenir de plus en plus coûteuse.

Le projet

Récemment Joe Latrell et son équipe ont lancé un projet d’ingénierisation d’un nouveau 1P PocketQube prêt à l’usage dans l’espace, dénommé Discovery 1a.

Pour la réalisation de ce pico-satellite, Latrell s’est adressé à CRP USA afin que toute la structure et certains composants soient réalisés par fabrication additive.

CRP USA, associée américaine de CRP Technology, au cours des 15 dernières années, a développé une grande expérience dans ce domaine, en fournissant aux acteurs principaux du secteur aérospatial des solutions à la pointe de la technologie grâce au procédé de synthérisation laser et aux matériaux composites Windform® TOP-LINE, créés par CRP Technology.

Le but du projet de Latrell consiste à construire par fabrication additive toute une constellation (ou essaim) de satellites PocketQube pour le monitorage des ressources hydriques.

« Depuis longtemps », explique Latrell, « je suis un fan de l’impression 3D professionnelle, que j’ai eu l’occasion d’expérimenter il y a quelques ans quand je travaillais pour une entreprise du secteur aérospatial : à cette époque-là, j’ai fait réaliser les ailettes d’une fusée par l’impression 3D. »

« Quand nous avons commencé à travailler à l’ingénierisation du Discovery, j’avais l’intention de « franchir toutes les frontières », de la forme d’un satellite si petit comme le PocketQube, jusqu’à la technologie pour le réaliser ».

« Pour cette raison », continue Latrell « j’ai décidé d’impliquer CRP USA et leur directeur général, Stewart Davis, en tant que partenaire technologique : je savais que, grâce à son savoir-faire et expérience dans ce secteur, elle aurait fait un travail excellent, en nous soutenant dans toutes les phases du projet jusqu’à la création d’un satellite parfaitement fonctionnant. »

Aujourd’hui, CRP USA a réalisé pour Mini-Cubes trois modèles fonctionnels.

Le défi

En raison des dimensions très réduites, le défi principal posé consistait à adapter l’électronique, la caméra et le système radio à l’intérieur du pico-satellite.

Joe Latrell continue : « Le Discovery 1a appartient à la famille des PocketQube, qui sont des pico-satellites aux dimensions réduites, avec un volume interne de 50 mm x 50 mm x 50 mm.

Compte tenu de cet ordre de grandeur, notre satellite représente ce qui de mieux peut être construit et réalisé pour la détection à distance des ressources de la terre. »

Ce n’était pas une tâche facile : les parties du pico-satellite Discovery à réaliser avec le Windform® auraient été fondamentales pour la réussie de tout le projet.

Joe Latrell explique : « Pour la première fois, un pico-satellite entier était en train d’être construit avec un matériel composite chargé de carbone.

Les performances ont une importance fondamentale : la rupture d’un seul, petit composant se serait traduite dans une défaillance atteignant tout le satellite. La structure en Windform® devait permettre le logement et la protection de tous les composants. »

Grâce à l’expérience acquise en tant que partenaire technologique des principales entreprises leaders des secteurs industriels les plus avancés, CRP USA a relevé et remporté le défi.

« Le projet que Latrell nous a soumis, soit construire une structure performante avec un espace réduit pour l’assemblage de nombreux composants, était unique en son genre », affirme Stewart Davis, directeur général de CRP USA, qui continue : « Notre expérience nous a permis de faire avancer le projet, mais non seulement : adapter notre savoir-faire à de nouvelles et de plus en plus complexes applications continue Davis est sans aucun doute ce qui nous permet de progresser et d’être un point de repère pour les services d’impression 3D professionnelle aux États Unis.

Tout cela ne serait toutefois possible sans le soutien et la collaboration de CRP Technology, l’entreprise qui a créé les matériaux Windform® et qui a donné un nouvel essor et valorisé la fabrication additive. »

Pour la construction du Discovery 1a, Joe Latrell et l’équipe de CRP USA ont décidé d’utiliser le matériel composite renforcé de fibre de carbone Windform® XT 2.0.

Latrell explique que : « depuis le début, nous savions que nous aurions fait recours à l’impression 3D pour produire le Discovery, mais nous n’avions pas la même confiance avec le matériel à utiliser parce que nous pensions qu’il aurait été difficile de trouver un matériel pouvant répondre aux sévères et difficiles conditions ambiantes de l’espace.

En fait, le choix a été plus simple que prévu après avoir examiné les caractéristiques du Windform® XT 2.0 : la combinaison entre résistance et facilité d’emploi nous a immédiatement persuadés. »

Windform® XT 2.0 est un matériel de nouvelle génération qui remplace la formule précédente du Windform® XT dans la famille des matériels composites Windform® TOP-LINE. Windform® XT 2.0 présente des améliorations des propriétés mécaniques d’envergure, dont +8 % par rapport à la charge de rupture, +22 % par rapport au module élastique et +46 % par rapport à l’allongement à la rupture.

Résultat

CRP USA a réalisé pour Mini-Cubes trois prototypes fonctionnels de 1P PocketQube, dont deux pour les essais et un pour le vol en orbite.

Le procédé de synthérisation laser, uni au matériau composite chargé de fibre de carbone Windform® XT 2.0, s’est avéré être le choix le meilleur : tous les trois 1P PocketQube ont passé les essais avec succès et ont pleinement satisfait les standards de Mini-Cubes.

Joe Latrell explique : « Nous avons mené plusieurs essais et en ferons d’autres encore. Jusqu’à maintenant, on a essayé la charge à +20 kg. Windform® XT 2.0 a été soumis à des essais de vibration selon les spécifications NASA GEVS-7000, au test de vide thermique pour simuler les conditions dans l’orbite terrestre et il a été essayé à des températures allant de + 50 °C à -40 °C. Windform® XT 2.0 a passé tous les essais que nous avons effectués. »

Latrell continue : « L’étape suivante consiste à essayer le satellite réalisé avec Windform® en orbite. Nous avons envisagé de le lancer dans le deuxième trimestre de 2021. Ce sera la validation finale de notre procédé d’ingénierisation. »

http://www.crp-usa.net/

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