L’armée américaine a mis au point un lance-grenades à fabriquer par imprimante 3D

Le lance-grenades imprimé, dénommé RAMBO; pour Rapid Additively Manufactured Ballictics Ordnance (qui signifie : reproduction rapide d’équipements militaire balistique) est le résultat de six mois de travail de collaboration entre l’U.S. Army Research, Development and Engineering Command, l’U.S. Army Manufacturing Technology Program et America Makes, l’accélérateur national en fabrication d’additifs et impression 3-D. La fabrication d’additifs, ou AM, est une puissante technologie qui produit des couches consécutives de matériaux afin de créer un objet en trois dimensions. « Cette démonstration montre que la fabrication d’additifs (communément appelée l’impression 3-D) a probablement de l’avenir dans le développement de prototypes d’armes, et qu’elle permettrait aux ingénieurs de fournir des munitions aux soldats plus rapidement », d’après le communiqué de presse de l’Armée américaine daté du 1er mars 2017.

« RAMBO est une preuve concrète de l’utilité et de l’évolution dans la fabrication d’additifs. Il symbolise une nouvelle ère de prototypes développés et testés rapidement qui permettront de faire accélérer le rythme de progrès des chercheurs concernant les armes de terrains qui sont fournies à nos combattants ». Chaque composant du lance-grenades M203A1, sauf les ressorts et les attaches, a été produit selon les méthodes et techniques de l’AM.

Le barillet ainsi que la crosse ont été fabriqués en aluminium grâce à un procédé de frittage à l’aide d’un laser métallique.

Cette technique dispose de lasers de précision d’une grande puissance pour chauffer les particules de poudres sous leurs point de fusion, principalement en soudant, couche par couche, la poudre métallique jusqu’à ce que l’objet final soit créé. D’autres éléments, comme la gâchette et le percuteur, ont été imprimés en acier d’alliage 4340, tout comme les pièces de fabrication traditionnelle.

Les grenades M203A1 et M781 ont été retenues comme prétendantes au projet. Le démonstrateur de technologie n’a pas eu pour objectif d’illustrer un lance-grenade avec des munitions qui pourrait être moins cher, plus léger ou encore plus performant que si il était fabriqué par les méthodes traditionnelles de production de masse. Au lieu de cela, les chercheurs ont tenté de déterminer si la technologie d’impression 3-D est assez avancée pour produire un système complet d’armes et si les caractéristiques des matériaux sont suffisamment solides pour créer un matériel de guerre fonctionnant convenablement, selon le communiqué.

« Être capable d’imprimer en 3-D un prototype unique, d’un système aussi complexe qu’un équipement militaire, accélérerait radicalement la vitesse et l’efficacité avec laquelle les modifications et les réparations seraient fournies au combattant, » affirme le communiqué. La technologie AM ne nécessite pas de grosses dépenses en argent et en temps sur l’outillage. Les chercheurs seraient capables de fabriquer de multiples variantes d’un modèle en une seule impression d’une durée de quelques heures ou jours.

Le barillet a été imprimé à la verticale avec des rainures.

Une fois sorti du plateau de fabrication, deux tenons se sont détachés et le canon est tombé dans un bain de pierres abrasives afin d’en polir la surface. La crosse a nécessité plus d’usinage en amont afin de répondre aux obligations dimensionnelles plus strictes. Lorsque ce processus fût terminé, le barillet et la crosse ont reçu une anodisation de Type III, revêtement dur, un procédé qui est également utilisé pour les pièces du M203A1 en fabrication classique. Anodisation suscite une épaisseur particulièrement rigide et qui résiste à l’abrasion sur toute la surface apparente en aluminium.

Le barillet et la crosse ont demandés environ 70 heures d’impression ainsi qu’à peu près cinq heures d’usinage. Le coût des métaux en poudres varie mais se situe aux alentours de 200€ le kilo. Cela peut paraître représenter d’énormes dépenses en temps et en matériel coûteux, cependant, étant donné que la machine imprime sans opérateur et qu’il n’y a pas de déchet de ferraille, le gain de temps et les économies qui peuvent être réalisés grâce à la technologie AM sont stupéfiantes, selon l’US Army.

L’outillage et la configuration nécessaires pour produire des pièces aussi complexe en utilisant des méthodes traditionnelles demanderaient plusieurs mois et des dizaines de milliers de dollars, il faudrait également un opérateur expert qui possède des connaissances pointues sur l’usinage des armes comme le rainurage du barillet. Deux centres de Recherches et Développement RDECOM, le Centre de Biologie et de Chimie Edgewood ainsi que le Laboratoire de Recherche de l’Armée des États-Unis ont collaboré à la production de grenades de 40 mm pour le projet.

Une équipe produit a sélectionné le modèle d’entrainement M781 40 mm car c’est un équipement simple et qui ne nécessite pas d’énergie. Les explosifs, les carburants et les produits pyrotechniques sont toujours en attente de validation pour une utilisation en impression 3-D. Le M781 est constitué de quatre parties principales : le support, le corps de lancement, la douille, et une douille calibre 38.

Le support et la douille sont traditionnellement produits par moulage par injection de nylon chargé de verre

Se servir de plusieurs systèmes AM à différents endroits a permis de souligner les compétences de l’Armée en conception, fabrication, intégration et tests de composants tout en garantissant le respect des règles obligatoires de conception. ARL et ECBC ont utilisé le frittage sélectif par laser et d’autres procédés d’AM pour imprimer des boîtiers de cartouches et des supports pour les munitions en nylon chargé de verre.

Le boîtier de cartouche de calibre 38 fût le seul élément à ne pas être imprimé. Il a été acheté et inséré dans la partie fabriquée en impression 3-D. La Recherche et le Développement sont entamées à ARDEC concernant l’impression des énergies et carburants. Les chercheurs de l’ARDEC ont utilisé la modélisation et la simulation durant le projet afin de vérifier si les pièces imprimées possédaient l’intégrité structurale adéquate pour fonctionner correctement. Les chercheurs de l’Armée ont conduit des exercices de tir réel avec le lance-grenades et les munitions imprimés le 12 octobre 2016, à l’Établissement Technologique d’Équipement Militaire de Picatinny Arsenal dans le New Jersey.

Le lance-grenades de 40 mm et ses composants produit en impression 3-D furent un projet souligné lors de la Conférence de Production de la Défence de 2016. « Bien qu’il y ait encore beaucoup de défis à relever avant l’accréditation totale de l’AM au niveau de l’Armée, des démonstrations comme celle-ci révèle les progrès de la technologie », déclare le communiqué.

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