Pourquoi remplacer les métaux par des composites DLF moulés par compression ?

Les matériaux composites continuent de remplacer les métaux sur les nouvelles plateformes aérospatiales en raison de leur meilleure performance, de leur cycle de vie et de leurs avantages en termes de fabrication. Les composites sont souvent prescrits pour les applications de structures principales et secondaires car ils sont plus rentables en raison de leur poids réduit, des possibilités de conception et de leur durée de vie prolongée. Néanmoins, les avions conservent de nombreuses pièces en métal, notamment car il n'existe pas de remplacement pour les pièces à forme 3D complexe, comme les supports structurels, les raccords, les clips et autres éléments pour lesquels le moulage par injection n'est pas assez performant, et l'utilisation de matières composites à fibres continues ne convient pas (ou n'est pas possible) en raison de la forme complexe des pièces.

Fibres longues discontinues

Les matériaux composites à fibres longues discontinues (DLF) moulés par compression sont conçus pour combler ce besoin de remplacer les pièces complexes structurelles ou semi-structurelles en métal. Les matériaux DLF sont produits en découpant de la bande préimprégnée unidirectionnelle de qualité aérospatiale à haute teneur en fibres en « flocons » ou « copeaux ». Les « flocons » sont ensuite pesés et chargés dans le moule. Le processus de moulage utilise la chaleur et la pression pour faire fondre le thermoplastique. La viscosité élevée de la résine thermoplastique PEEK répartit harmonieusement les fibres de renfort dans le moule, ce qui donne un matériau composite à fibres à orientation aléatoire et à proportion fibre/résine constante. Cette méthode permet de produire des formes très complexes sans devoir recourir aux procédures traditionnelles de couches appliquées à la main, et de nombreuses pièces peuvent être moulées avec une forme définitive ou quasi-définitive avec peu ou pas de finitions à réaliser. Il est aussi possible d'incorporer des inserts filetés, des bagues et d'autres pièces métalliques durant le processus de moulage, ce qui réduit le nombre d'opérations secondaires.

composites qui remplacent le métal

Qu'est-ce que les flocons contiennent ?

Les polymères à matrice pour les matériaux DLF des applications aérospatiales peuvent être du thermoplastique (généralement PEEK ou PEKK) ou une matière thermodurcissable (généralement de l'époxy). Greene Tweed se concentre sur l'usage des thermoplastiques PEEK et PEKK pour notre matière Xycomp® DLF® en raison des facteurs suivants :

  • Résistance inhérente du thermoplastique à matrice par rapport à l'époxy pour une meilleure tolérance face aux dommages
  • Très faible absorption d'humidité assurant un effet de mouillage à chaud minime par rapport à l'époxy
  • Excellente performance en termes de feu/fumée/toxicité, dépassant toutes les normes FAA, EASA et OEM pour les applications intérieures
  • Excellente résistance à la flamme, répondant aux normes de combustion de 5 minutes et 15 minutes
  • Plus longue durée de vie à température que l'époxy ordinaire
  • Excellente résistance aux fluides aérospatiaux courants
  • Résine à viscosité élevée pour une séparation minimale des fibres et de la résine durant le traitement et une distribution uniforme des fibres et de la résine dans les produits moulés finis
  • Recyclage facile, pour les déchets et l'environnement en fin de vie

Alors que la vitesse d'adoption des composites pour les structures aérospatiales continue d'accélérer, il est nécessaire de développer un composite rentable capable d'éliminer les composants d'interface avec les pièces en métal de forme 3D complexe tout en assurant un allègement de la masse, une élimination de la corrosion, une consolidation des pièces et les autres avantages des composites. Les composites DLF moulés par compression offrent une alternative viable et prête à la fabrication en vue de combler ce manque de solution de rechange du métal, avec des applications en service sur plusieurs grandes plateformes d'appareils commerciaux.

 

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