Les préformes tressées rencontrent l'outillage à changement de phase

Crédit photo :Laboratoire de recherche de l'armée de l'air

En mars 2020, l'Air Force Research Laboratory (AFRL ; Dayton, Ohio, États-Unis) a annoncé que sa division des technologies de fabrication et industrielles s'était associée à Cornerstone Research Group (Dayton), A&P Technology (Cincinnati, Ohio, États-Unis) et Spintech LLC (Xenia , Ohio, États-Unis) sur des recherches visant à quantifier les avantages du remplacement des processus de fabrication existants par de nouveaux processus de fabrication d'un conduit d'admission de moteur en forme de S de 11 pieds de long pour les systèmes d'avions sans pilote. L'un des objectifs déclarés du programme est de comprendre les avantages en termes de coût des pièces et de temps de production résultant de l'introduction des nouvelles solutions d'outillage et de traitement.

Crédit photo :Air Force Research Laboratory

Le conduit d'admission, une partie en forme de tube creux de l'avion qui assure un flux d'air fluide dans le moteur de l'avion, était auparavant fabriqué en appliquant à la main un préimprégné composite sur un mandrin en acier en plusieurs pièces. Le mandrin et le matériau seraient ensuite durcis dans un autoclave.

Dans le nouveau processus, de la fibre de carbone sèche est appliquée, à l'aide du processus automatisé de surtresse d'A&P Technology, sur un mandrin fabriqué à partir de l'outillage en polymère à mémoire de forme (SMP) Smart Tooling de Spintech. La préforme résultante est imprégnée d'époxy à faible coût par moulage par transfert de résine sous vide (RTM).

Dans le processus Smart Tooling (voir la vidéo ci-dessous, ou une démonstration du produit ici), une fois la fibre de carbone sèche appliquée sur l'outil en polymère rigide, des sacs sous vide sont placés autour de l'extérieur et à travers le centre creux de l'outil. La pièce est placée dans un four où la résine chauffée est appliquée sous pression, puis durcie. Après le durcissement, l'outil Smart Tooling est amené à sa température élastique, à quel point il peut être facilement extrait de la pièce composite finie, reformé, puis refroidi pour solidifier à nouveau le matériau en vue de sa réutilisation.

En raison de la complexité géométrique du conduit d'admission, plusieurs itérations étaient attendues pour l'optimisation des paramètres du processus de surtressage afin de minimiser le froissement des matériaux composites, résultant en un total de quatre conduits d'admission à comparer avec le coût et le temps de production de la pièce existante. La tresse triaxiale QISO d'A&P était l'architecture dominante utilisée dans la préforme.

L'objectif global du programme est la livraison du conduit d'admission final au gouvernement américain pour intégration dans le programme de conception et de fabrication de la cellule de la direction du système aérospatial, avec des tests supplémentaires de la structure effectués par la division des véhicules aérospatiaux.