La recherche AFRL fait progresser les composites CF/époxy imprimables en 3D

Le Composites Branch Air Force Research Laboratory (AFRL, Dayton, Ohio, États-Unis) s'est associé à l'Université de l'Arkansas, à l'Université de Miami, à la Louisiana Tech University et à l'Université du Texas à El Paso pour développer des composites époxy/fibre de carbone fabriqués de manière additive pour utilisation dans les pièces structurelles des engins aériens et spatiaux.

Les polymères utilisés pour les matériaux imprimés seraient les mêmes matériaux que ceux déjà utilisés sur les systèmes de l'Air Force, qui ont été développés pour une durabilité thermique et environnementale élevée, une résistance élevée et un poids très léger.

Par rapport aux composites traditionnels, AFRL affirme qu'il est possible de créer plus facilement des pièces composites complexes fabriquées de manière additive et que ce processus élimine le besoin de processus de durcissement coûteux et longs. On dit également que la fabrication additive simplifie la logistique impliquée dans la production, l'assemblage et la réparation des pièces, car ces processus peuvent être effectués sur le terrain ou au dépôt.

En outre, AFRL a formé des projets communs avec des alliés internationaux, dont l'Inde, pour utiliser l'impression 3D composite pour fabriquer des structures centrales complexes qui, lorsqu'elles sont combinées avec des feuilles de face supérieure et inférieure, créent des structures sandwich légères avec des propriétés adaptées aux forces physiques qui ont besoin à porter.

L'agilité de fabrication de ces noyaux imprimés de manière additive permettrait l'insertion facile d'autres matériaux tels que des raccords métalliques et des composants électriques, facilitant l'assemblage et créant des structures multifonctionnelles avec détection, actionnement, calcul ou alimentation électrique intégrés pour les véhicules aériens sans pilote multifonctionnels de nouvelle génération.

Des structures sandwich traditionnelles sont utilisées sur des peaux d'avions avec les mêmes géométries de noyau sur toute la zone. L'impression additive de structures sandwich permettrait aux structures capables de résister à des forces plus lourdes si nécessaire et de rester plus légères là où elles ne le sont pas.

« La possibilité d'imprimer rapidement des pièces et des équipements composites à haute résistance pour le combattant pourrait être un atout considérable à la fois sur le terrain et pour accélérer le développement de systèmes d'armes », déclare le Dr Jeffery Baur, chef de l'équipe de recherche sur les performances composites.

Les résultats des travaux de l'équipe seront publiés dans un numéro spécial du Journal of Experimental Mechanics dédié à la Mécanique des Matériaux de Fabrication Additive.