Continuous Composites présente la technologie CF3D pour Lockheed Martin, projet AFRL WiSDM

Continuous Composites (Coeur d'Alene, Idaho, États-Unis) a annoncé le 7 avril l'achèvement avec succès du contrat de deux ans du Wing Structure Design for Manufacturing (WiSDM) du US Air Force Research Laboratory (AFRL) par l'intermédiaire de Lockheed Martin (Bethesda, MD, États-Unis ) pour fabriquer une aile d'avion à faible coût attritable (LCAA). Le projet s'est concentré sur un nouveau paradigme de conception structurelle, lorsqu'il est associé à des matériaux et à une fabrication proportionnés, pour réduire considérablement les coûts et les délais d'exécution des structures de cellule attriables. Continuous Composites affirme que sa technologie brevetée Continuous Fiber 3D Printing (CF3D) a réussi à imprimer les longerons structurels en fibre de carbone de l'ensemble d'aile. Les performances structurelles ont été démontrées lorsque le caisson de voilure terminé a été soumis à des essais statiques et a atteint une charge limite de conception (DLL) de 160 % avant que la peau de compression ne se déforme. Les espars n'ont pas échoué.

« Le travail fructueux avec Continuous Composites et l'accent mis par AFRL sur CF3D pour ce projet fait non seulement progresser la nouvelle technologie d'impression 3D, mais offre également le potentiel d'une impression composite de qualité aérospatiale dans les industries de haute performance », a déclaré John Scarcello, directeur principal, Lockheed Martin Skunk Travaux. « Nous reconnaissons que ce processus ouvre la voie à des applications plus larges dans les applications de défense et commerciales, et Lockheed Martin prévoit de faire partie de cet avenir de fabrication de pointe. »

Le programme comprenait une gamme de technologies axées sur des matériaux et des procédés de fabrication innovants, notamment le CF3D pour imprimer les longerons, le moulage par injection de fibres longues pour les nervures, l'outillage de fabrication additive (AM), le placement automatisé des fibres (AFP) pour les peaux, le perçage automatique et l'assemblage robotisé. Plus précisément, Continuous Composites a imprimé deux longerons à canal C coniques en fibre de carbone de 8 pieds de long et 4 livres. Selon Continuous Composites, cette nouvelle approche de la fabrication de composites comprend l'imprégnation, la consolidation et le durcissement in situ, ce qui entraîne une réduction significative des coûts et des délais. Le processus entièrement automatisé comprend une coupe et une réalimentation, permettant des chutes de pli et une épaisseur de pièce variable au sein de la structure.

L'assemblage final de l'aile a été livré à l'US Air Force pour subir des tests de charge statique. L'aile entièrement assemblée a été chargée à 160% de DLL. Aucun dommage mesuré ou visuel sur les longerons imprimés CF3D n'a été détecté. Les longerons en fibre de carbone imprimés ont atteint une fraction volumique de fibre de 60 % avec environ 1 % à 2 % de vides.

Selon Ray Fisher, responsable du programme du Laboratoire de recherche de l'Air Force, « CF3D présente une technologie de fabrication innovante qui est très prometteuse d'être à la fois peu coûteuse et agile par rapport au taux de production et aux exigences de réactivité pour réaliser des structures de cellule attriables. Le succès de ce projet LCAA montre une grande opportunité pour la fabrication additive avec des solutions de matériaux CF3D personnalisées qui peuvent orienter les fibres structurelles de manière optimale. Il est particulièrement intéressant d'éviter un outillage coûteux dans la fabrication de pièces structurelles aérospatiales. J'attends avec impatience d'autres opportunités d'intégrer CF3D dans des structures de plus en plus complexes qui sont encore optimisées pour permettre une production attriable. »

« Ce projet est une application où CF3D présente la réduction significative des coûts et la liberté de conception tout en dépassant les propriétés mécaniques strictes requises pour l'aérospatiale », a déclaré Tyler Alvarado, PDG de Continuous Composites. « Notre équipe est très reconnaissante à Lockheed Martin, à l'U.S. Air Force et à d'autres partenaires pour avoir inclus CF3D dans ce projet LCAA. Nous prenons les prochaines étapes pour sélectionner notre partenaire principal à long terme du DoD tout en engageant l'armée de l'air, comme en témoignent les annonces à venir de notre implication clé dans le programme AFRL PiCARD en parallèle d'un CRADA de cinq ans. »