Équilibrer les matériaux et les coûts
La réduction du poids des avions est un facteur critique pour atteindre les objectifs de l'UE en matière d'avions 'verts', car elle se répercute sur la consommation de carburant et donc sur les rejets. Le titane est le métal préféré pour les pièces critiques des moteurs d'avions, mais son coût élevé laisse peu de marge pour réduire le poids des autres parties de l'avion. L'utilisation de composants en acier plus minces permettrait de réduire le coût du moteur sans compromettre sa solidité. L'économie réalisée permettrait d'utiliser des matériaux plus légers (mais coûteux) pour d'autres parties. Cependant, les méthodes classiques de coulée conviennent mal à la fabrication de grandes pièces aux parois minces. Le projet LEAN («Development of light-weight steel castings for efficient aircraft engines»), financé par l'UE, a étudié l'utilisation d'une méthode ancienne mais récemment remise au goût du jour, la coulée à la cire perdue. La coulée à la cire perdue est un processus complexe, en plusieurs étapes. La cire est utilisée pour fabriquer un modèle à l'identique de la pièce finale, entouré ensuite dans une coque résistante. Le métal en fusion est coulé dans la coque, éliminant la cire et prenant sa forme. Une fois le métal refroidi et durci, le moule est cassé pour libérer la pièce finale. Ceci permet de fabriquer des formes complexes, avec des sections très minces et une résolution élevée, ce qui est très avantageux pour l'aérospatiale. Les chercheurs ont effectué de nombreux tests de coulée pour évaluer plusieurs matériaux (un courant et plusieurs inhabituels), deux formes et deux types de systèmes de coulée. L'équipe a évalué les paramètres du processus et leurs effets sur la fluidité de la coulée à la cire perdue. Les scientifiques ont aussi évalué la porosité et la résistance des produits fabriqués, et comparé les résultats expérimentaux avec les simulations. Le projet LEAN a notablement élargi les connaissances en matière de coulée à la cire perdue pour fabriquer des pièces en acier, durables et à parois minces. La plupart des pièces coulées à la cire perdue sont actuellement fabriquées hors de l'UE, car c'est là que réside en majorité le savoir-faire. Le projet LEAN a posé les bases expérimentales et théoriques pour reprendre une part important de ce marché.
