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Development of a Ecological friendly final consolidation step using Thermoplastic Fibre Placement for a helicopter door

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Fabrication écologique de portes d'hélicoptère

La production actuelle de composants d'hélicoptère à partir de matériaux composites stratifiés est un processus très demandeur en énergie. Un nouveau procédé assisté par laser élimine l'étape extrêmement énergivore de l'autoclave en apportant encore bien d'autres bénéfices.

Changement climatique et Environnement

Les composites à haute performance destinés aux portes d'hélicoptère génèrent gain de poids, solidité et recyclabilité. Malheureusement la transformation classique des composites thermodurcis demande une étape hautement énergivore en autoclave afin de polymériser les feuillets de fibres pré-imprégnés (prepregs) alignés manuellement dans l'étape précédente.Avec le soutien de l'UE les chercheurs ont développé dans le cadre du projet DEFCODOOR une technologie permettant d'améliorer la durabilité de la fabrication des portes d'hélicoptère. Cette technologie est basée sur le placement assisté par laser des fibres thermoplastiques (PFT). La technologie de placement des fibres thermoplastiques permet le dépôt et la consolidation rapide in situ de la bande unidirectionnelle thermoplastique, éliminant ainsi plusieurs étapes d'assemblage. L'élimination de l'étape en autoclave réduit également le temps de production de manière significative.Les thermoplastiques présentent plusieurs avantages probants sur les composites thermodurcis et sont par conséquent de plus en plus utilisés. En premier lieu, ils ne nécessitent pas d'autoclave pour le durcissement des liaisons réticulées. Et, comme cette thermoplasticité initiale est réversible, ils peuvent être fondus et réutilisés presque à l'infini, les rendant ainsi hautement recyclables. Enfin, leur production est plus respectueuse de l'environnement que celle des composites thermodurcis qui requiert beaucoup d'énergie et génère de nombreux composés toxiques.L'équipe du projet a développé une technologie permettant de produire des structures contenant des raidisseurs internes et des revêtements stratifiés (pour éviter le flambage) pour les composants d'hélicoptère. Des raidisseurs stratifiés renforcés localement ont été produits par PFT et thermoformés pour obtenir un profil en chapeau utilisable sur les portes d'hélicoptère. Ceux-ci ont été joints in situ aux revêtements stratifiés, à nouveau par l'intermédiaire de la technologie laser. Les scientifiques ont comparé les propriétés des échantillons stratifiés consolidés in situ avec celles des spécimens classiques post-formés, obtenant ainsi des informations importantes sur le processus de transformation.Le projet DEFCODOOR a permis de démontrer les nombreux avantages du placement assisté par laser des fibres thermoplastiques et de leur thermoformage ultérieur pour produire des composants structurels d'hélicoptère plus respectueux de l'environnement. Non seulement le processus diminue la consommation d'énergie et la quantité de chutes mais celles-ci peuvent être réutilisés pour produire des composants plus petits. L'élimination de divers procédés de collage et de matériaux par la consolidation in situ, permet également de réduire les coûts d'assemblage d'environ 40 %. Cette technologie pourrait avoir un impact majeur sur la compétitivité et la durabilité de l'industrie des hélicoptères grâce à l'optimisation continue de la qualité de ses composants.

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