Le projet Clean Sky 2 IMCOLOR développe un processus de fabrication intégré pour la conception de produits légers

Un récent projet Clean Sky 2, IMCOLOR, aurait développé un nouveau processus de fabrication qui combinait un processus de moulage par injection multi-coups avec l'intégration de renforts continus en fibre de carbone. Ensemble, avec l'utilisation d'un matériau de noyau de sel consommable (qui pourrait résister aux charges d'injection), une pièce de machine à cycle d'air légère et écologique a été produite.

Selon les partenaires impliqués, la synergie s'est formée entre le moulage par injection et les placements automatisés de fibres thermoplastiques avec in-situ la consolidation (TP-AFPisc) alimentera les futures conceptions qui sont légères, mais performantes à un niveau mécanique élevé, avec des techniques de production automatisées et faciles à reproduire. On dit que le TP-AFPisc est différent des procédures de pointe actuelles, où les structures composites sont généralement construites au sein des chaînes de processus. De plus, les partenaires notent que l'architecture de la fibre est précisément adaptée aux besoins de l'utilisateur en engageant des inserts fabriqués par TP-AFPisc, l'effort de coupe des pièces composites est minimisé et les rebuts sont réduits.

Selon Clean Sky, plusieurs avantages supplémentaires découlent de cette nouvelle procédure. Par exemple, aucun traitement à l'ion chrome hexavalent (Cr6+) — la forme de chrome la plus toxique, qui a des effets négatifs sur l'environnement — n'est nécessaire dans le processus de fabrication. De plus, avec l'intégration de matériaux thermoplastiques, les pièces produites à partir de ce processus augmenteront l'efficacité, réduiront le carburant et les émissions, seront recyclables et conserveront des auxiliaires de processus respectueux de l'environnement.

Certains des défis rencontrés par le projet IMCOLOR comprenaient la recherche d'une conception de cavité et de paramètres d'injection appropriés pour encapsuler des inserts en polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP) dans le polymère de moulage par injection. Selon les partenaires du projet, il était également difficile de trouver une combinaison de matériaux appropriée pour faciliter une bonne liaison entre les inserts en PRFC et les polymères. Les inserts CFRP devaient également être correctement fixés lors des injections à haute pression, afin qu'aucune déformation ou désalignement ne se produise.

Une découverte inattendue était des défauts de froissement hors du plan sur des inserts à 23 plis (épaisseur 3 millimètres) sur la pièce du modèle. Les partenaires pensent que cela était probablement dû au jeu entre le noyau du moule et l'insert. Cependant, cet effet ne s'est pas produit pour les inserts 70 plis (épaisseur 10 millimètres) de la pièce démonstratrice.

Les prochaines étapes pour le responsable du sujet seront une enquête plus approfondie sur la nouvelle combinaison de matériaux et l'évaluation du nouveau processus en interne. Le consortium étudiera également le potentiel des noyaux de sel pour les processus de production de composites et de coulée de métaux, à la fois en interne et dans des projets de suivi.

Les partenaires impliqués dans ce projet comprenaient Liebherr Aerospace Toulouse SAS (Haute-Garonne, France), la Technische Universitaet Muenchen (TUM, Allemagne), ThermoPlastic composites Research Center (TPRC, Enschede, Pays-Bas), Apppex GmbH (Munich, Allemagne) et Fischer Advanced Composants composites (FACC, Ried im Innkreis, Autriche). La contribution totale de l'UE était de 254 775 €.