Descrizione del progetto
Materiali compositi termoplastici innovativi per le fusoliere di prossima generazione
La progettazione della fusoliera per la prossima generazione di aerei passeggeri di grandi dimensioni è attualmente soggetta a valutazioni e potrebbe avvalersi dell’utilizzo di materiali compositi termoplastici. Oltre ai vantaggi offerti dalle loro proprietà intrinseche, tali materiali dispongono delle potenzialità per colmare il divario presente tra i tassi di produzione attuali e quelli previsti. Ciononostante, la loro produzione deve affrontare notevoli sfide, in particolare per quanto concerne la fabbricazione di geometrie complesse caratterizzate da qualità elevata. Valutando un’alternativa ai materiali termoindurenti, il progetto FRAMES, finanziato dall’UE, esplorerà un approccio per la fabbricazione di una fusoliera dotata di caratteristiche di progettazione critiche e con l’estremità interamente realizzata in materiali termoplastici. Il progetto si baserà su un sistema di riscaldamento intelligente, su processi efficienti per la produzione degli elementi di irrigidimento e su uno strumento in grado di riscaldarsi autonomamente, introducendo un innovativo processo di co-consolidamento a doppia curvatura e ampio spessore con la propria intera struttura di irrigidimento in un’unica soluzione.
Obiettivo
The fuselage of the next generation of Large Passenger Aircrafts´ (LPA) will be made with thermoplastic (TP) composites. In fact, even if this kind of materials are being increasingly used in aerospace industry, as they contribute to lighter aircrafts and consequently to fuel consumption reduction, there are still some issues to be overcome until this becomes a reality.
The manufacturing complex forms of rear end section with continuous fibre-reinforced TP still poses a considerable challenge: higher processing temperatures and raw material costs, need of complex temperature-controlled tooling, etc. Automated fibre placement (AFP) is a workable alternative for more complicated TP Composites (TPC) shapes with varying part thickness (e.g. fuselage shells, wing and stabilizer torsion boxes and stringers), but one of the challenges is void removal, which is more difficult with TP than with thermosets.
FRAMES aims to fully define technical and cost performance of an optimized integral TP rear end manufacturing process with critical design features as an alternative to thermoset materials. Thanks to a self-heated tool with process driven heating zones and advanced lay up process simulation, FRAMES will be capable of predicting heating law for efficient TP-AFP, correlated with lay-up trials, mastering TP-stiffeners manufacturing process, optimizing co-consolidation cycle. Its main innovation relies on the co-consolidation of a double curved and thick skin with its entire stiffening structure in one shot.
FRAMES will support the spread of alternative heating process for thermoplastic AFP by developing a simulation tool able to predefine processing parameters of the most common aerospace grades thermoplastics. At the end, the advanced rear end (ARE) concept that will allow the savings (NRC and maintenance costs, higher integration level at lighter weight, etc.) will be easily applicable to other panels or structures with the same interface principle or same architecture
Campo scientifico
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineering
- engineering and technologymaterials engineeringcomposites
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaircraft
- natural sciencescomputer and information sciencessoftwaresoftware applicationssimulation software
- social scienceslaw
Parole chiave
Programma(i)
Meccanismo di finanziamento
IA - Innovation actionCoordinatore
64210 Bidart
Francia
L’organizzazione si è definita una PMI (piccola e media impresa) al momento della firma dell’accordo di sovvenzione.