Des structures d'avion respectueuses de l'environnement
Les matériaux composites utilisent des fibres pour renforcer la matrice qui lie le tout. Jusqu'ici, les préformes sont fabriquées en imprégnant les fibres de résine puis en les passant à l'autoclave. Ceci nécessite énormément d'énergie et génère de grandes quantités de déchets. Au contraire, le moulage de composites liquides est une famille bien établie de techniques, où la préforme de fibres sèches est placée dans un moule puis injectée de résine. Les scientifiques du projet APRIL («Advanced preformmanufacturing for industrial LCM-processes»), financé par l'UE, ont amélioré la préparation des préformes en fibres sèches. L'idée était de remplacer le traitement en autoclave par des méthodes de fabrication venant de l'industrie textile, et en utilisant de nouvelles techniques d'assemblage pour fabriquer la préforme. Ceci a conduit à un processus plus propre pour fabriquer des structures d'avion renforcées de fibres de carbone. Pour obtenir un produit quasiment final, la préforme doit respecter les tolérances géométriques et maintenir ses dimensions. Les scientifiques voulaient aussi fabriquer des préformes de forme complexe, et assembler des préformes plus petites pour améliorer la souplesse du processus. Les chercheurs ont sélectionné de nouveaux liants et introduit une nouvelle technique de tressage assisté par robot afin de fabriquer des pièces pour les raidisseurs (poutrelles en T). L'analyse a démontré que le tressage produisait des raidisseurs répondant aux exigences mécaniques, qu'il renforçait le rendement de la fabrication, et réduisait considérablement (à moins d'un pour cent) le taux de rebuts. Les chercheurs ont évalué plusieurs techniques pour fabriquer la préforme et assembler les éléments. Ils ont constaté que l'activation thermique du liant conduisait à l'exactitude maximale pour le préformage des raidisseurs. Cependant, le soudage du liant par ultrasons s'est avéré une méthode rapide et très économe en énergie, pour assembler des préformes en plus grandes pièces. Les chercheurs ont constaté que la chaîne de production prototype était bien plus efficace que le traitement classique à l'autoclave ainsi que les techniques de pointe dans le formage. En outre, ils ont obtenu une réduction notable de l'énergie consommée et des rebuts générés lors de la production de structures en composites pour l'aéronautique. Ces processus de production durable de composants plus légers rendent le transport aérien moins polluant en réduisant la consommation de carburant et les rejets.
Mots‑clés
Avion, composite, renforts, fibres, matrice, résine, autoclave, préforme, moulage de composite liquide, tressage, raidisseurs
