Fixations aérospatiales expliquées : types, matériaux et applications pour la sécurité aérienne

L'industrie aéronautique ou aérospatiale a suivi le rythme des avancées technologiques, conduisant à la production de fixations aérospatiales plus récentes et plus durables. Ce matériel a permis de maintenir efficacement les pièces des avions commerciaux, avions militaires, jets, missiles balistiques et fusées spatiales.

En raison des conditions extrêmes de pression et de température auxquelles les fixations d'avion opèrent en quittant l'atmosphère terrestre, leur conception et construction doivent être hautement durables avec une qualité irréprochable pour résister à ces conditions rudes. Parallèlement, la production de ces fixations aérospatiales ou aéronautiques commerciales repose sur les développements technologiques rapides au sein de l'industrie aérospatiale.

Au-delà de ces informations, cet article vous donne une compréhension approfondie de ces fixations aérospatiales : leurs caractéristiques, matériaux, types, et autres aspects connexes. Poursuivez votre lecture pour découvrir ces informations précieuses.

Que sont les Fixations Aérospatiales ?

Les fixations aérospatiales ou aéronautiques, un type de pièces d'usinage CNC aérospatiales, sont spécifiquement applicables dans la production d'aérostructures. Les pièces de détail d'avion sont assemblées dans de nombreux sites de production plutôt que produites dans une seule usine. De plus, ces fixations sont nécessaires pour assembler ces pièces en un avion complet lors de l'assemblage final.

L'industrie aérospatiale est stricte en matière de sécurité et de poids. Par conséquent, les fixations utilisées dans la fabrication d'avions sont de haute qualité et extrêmement durables.

Les fixations permettent aussi d'assembler des aérostructures telles que le fuselage, les ailes, l'empennage, le nez, le pylône, la nacelle, les surfaces de contrôle de vol, et bien d'autres. Elles apportent aussi esthétique et durabilité aux designs d'avions commerciaux et militaires.

De plus, les fixations d'avion confèrent de la rigidité à l'aérostructure, en faisant une partie essentielle de l'avion. Ces fixations sont de différents types : écrous et boulons, vis, rivets, et bien d'autres.

Caractéristiques des Fixations Aérospatiales

Les fixations aéronautiques ou aérospatiales doivent être hautement robustes pour survivre aux pressions gravitationnelles énormes. Ce sont des pièces de quincaillerie critiques qui influencent la sécurité et l'efficacité globales de l'avion. De plus, pour encadrer efficacement la fabrication et l'utilisation, ces fixations doivent passer des certifications de normes strictes.

Ces fixations s'appliquent à tout équipement exigeant une fixation de haute précision et haute qualité. Voici certaines de leurs propriétés les plus courantes :

• Fonctionnement en conditions extrêmes
• Haute résistance au cisaillement, à la fatigue et à la traction
• Capacités d'auto-étanchéité et d'auto-blocage
• Haute résistance à la corrosion et à l'oxydation
• Conception légère

Normes de qualité aéronautique

Les normes de gestion de qualité AS9100 et AS9120 sont largement utilisées dans le secteur aérospatial. AS9100, BS9100 et EN9100 sont des normes pour les organisations conçant et fabriquant des biens aérospatiaux : pièces, composants, assemblages. De l'autre côté, AS9120, BS9120 et EN9120 sont des normes pour les fabricants et distributeurs de pièces aérospatiales.

Fixations couramment utilisées dans l'industrie aérospatiale

Certaines fixations aérospatiales ont de larges applications dans l'aviation commerciale. Voici un aperçu des différents types de fixations pour aéronefs et comment ils se comparent et diffèrent.

• Boulons d'avion : En acier résistant à la corrosion non plaqué, acier résistant à la corrosion plaqué zinc, cadmium, ou alliages d'aluminium anodisés. Les boulons couramment utilisés sont : boulons MS, boulons à tolérance serrée, NAS à clé intérieure, et boulons AN.
• Écrous d'avion : Fixations filetées en acier au carbone plaqué cadmium, acier inoxydable, ou alliage d'aluminium 2024T anodisé. Toujours utilisés avec un boulon ou vis d'accouplement. Deux types : non autobloquants et autobloquants.
• Vis d'avion : Méthode de fixation filetée la plus courante avec une crête hélicoïdale (filet externe). Souvent en matériaux de résistance inférieure aux boulons et insérées avec un filetage de jeu.
• Rivets d'avion : Fixations à corps cylindrique lisse avec une tête à une extrémité, servant à joindre deux ou plusieurs tôles, plaques ou pièces de matériau. Le corps du rivet est placé dans des trous correspondants dans deux pièces, et l'extrémité est déformée pour créer une seconde tête qui serre solidement les deux pièces ensemble.
• Colliers aérospatiaux (Lock Bolt Rivet) : S'adaptent parfaitement aux rivets à boulon de verrouillage (disponibles séparément). Aident à fixer le rivet ou boulon à l'objet et ont des corps en alliages métalliques compatibles.

Fixations spéciales utilisées sur les aéronefs

Ces fixations uniques s'appliquent en lieu et place des écrous et boulons AN standards, avec une haute résistance métallique tout en étant légères. Les avions de sport léger (LSA) en font aussi un usage considérable. Voici les fixations spéciales les plus couramment utilisées.

Taper-Lok

Les fixations spéciales les plus résistantes utilisées dans la construction aéronautique sont les Taper-Lok. Leur design conique leur fait exercer une force sur les parois du trou. Contrairement à un rivet, le Taper-Lok remplit le trou sans déformer le corps.

De l'autre côté, l'écrou à rondelle serre le métal contre les parois coniques du trou avec une force considérable. Forcer les métaux ensemble crée une compression radiale autour du corps et des lignes de compression verticales. La combinaison de ces pressions produit un niveau de résistance qu'aucune autre fixation ne peut égaler.

Hi-Tigue

Un bourrelet entoure le bas du corps de la fixation unique Hi-Tigue. Ce bourrelet augmente la résistance du joint en le préchargeant. Il presse contre les parois du trou pendant l'installation, créant une contrainte radiale qui renforce la zone environnante. Le joint n'est pas soumis à l'activité cyclique constante qui use ou fait faillir un joint car il est préchargé.

Les matériaux courants pour fabriquer les fixations Hi-Tigue sont :

• Aluminium
• Titane
• Alliages d'acier inoxydable

Leurs colliers existent en deux types : étanches et non étanches. Ils utilisent des alliages métalliques appropriés. Ils s'installent avec une clé Allen et une clé à fourche, comme les Hi-Lok.

Fixations Turnlock

Les fixations Turnlock sécurisent les plaques d'inspection, portes et autres panneaux amovibles sur les avions. Ce matériel aérospatial est aussi connu pour l'ouverture rapide, l'action rapide, et les fixations de panneaux sous contrainte.

Ces fixations permettent le retrait facile des panneaux d'accès pour inspection et maintenance. Elles sont fabriquées et vendues sous divers noms de marque par plusieurs entreprises. Dzus, Camloc et Airloc sont trois des plus populaires.

Fixations Dzus

Un goujon, une bague, un ressort et un réceptacle composent la fixation Dzus à verrouillage par quart de tour, tandis que l'aluminium ou l'alliage compose la bague. Si aucune bague n'est disponible des sources habituelles, on peut utiliser du tube en aluminium 1100 pour la former.

Le ressort a un corps en acier cadmié qui le protège de la corrosion. En reliant deux assemblages, le ressort fournit la force qui verrouille ou sécurise le goujon en place.

Les goujons sont en acier et revêtus de cadmium. Il existe trois types de têtes : aile, affleurant, et ovale. Les marquages sur la tête du goujon servent à identifier ou déterminer le diamètre du corps, la longueur et le type de tête.

Comme mentionné, les fixations pour l'industrie aéronautique incluent fixations standards et spéciales, qui doivent répondre à des normes rigides pour résister aux environnements extrêmes. Si vous cherchez des solutions de fixations sur mesure de haute qualité, RapidDirect est votre meilleur pari. RapidDirect est un prestataire de services de fabrication professionnel produisant des fixations aérospatiales sur mesure de haute qualité ainsi que de nombreuses fixations courantes.

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De quoi sont faites les Fixations Aérospatiales ?

Il existe différents types de fixations pour l'industrie aéronautique, et tous les matériaux ne sont pas idéaux pour leur production. La raison : la composition matérielle détermine leurs caractéristiques. Voici quelques matériaux pour la production des différents types de fixations aéronautiques :

Aluminium

Ce matériau est un métal léger pour produire différentes pièces aérospatiales grâce à sa disponibilité et son accessibilité. Bien qu'utilisé dans la fabrication de pièces d'avion, ce matériau a des limites nécessitant des traitements de surface additionnels pour améliorer ses propriétés.

Un cas où l'aluminium intervient dans les fixations aéronautiques : les rivets. Ce matériel est souvent formé à froid (façonnage de pièces métalliques sans chaleur pour produire des pièces hautement durables). L'Al7075 est l'alliage d'aluminium le plus populaire pour la fabrication de fixations grâce à sa haute résistance à la traction et à la fatigue.

Acier

L'acier est trois fois plus résistant que l'aluminium, mais cette résistance augmente aussi son poids. Comme les fixations aéronautiques doivent être aussi légères que possible, le poids de l'acier pose un défi.

Il existe différents types d'acier, mais pour la fabrication de fixations aéronautiques, l'acier inoxydable et l'acier allié sont idéaux. Leur résistance les rend meilleurs pour produire vis et boulons utilisés sur les surfaces d'avion et le train d'atterrissage.

Titane

Dans la fabrication de certaines fixations d'avions commerciaux, le titane peut remplacer l'aluminium. Ce métal a une résistance comparable à celle de l'acier allié et de l'acier. De plus, il est plus léger que l'acier et a une haute résistance à la chaleur et au froid.

Superalliages

Leur capacité à résister à des conditions extrêmes de pression et température rend ces alliages parfaits pour l'industrie aérospatiale. Aussi appelés alliages haute performance, ils sont hautement polyvalents, maintenant leur intégrité de surface et structurelle en conditions extrêmes. Voici les superalliages pour l'aérospatial :

• Hastelloy : Haute résistance à la corrosion. Applications dans les composants d'échappement et de combustion d'un avion.
• Inconel 780 : Alliage à haute résistance à la traction pour la fabrication de boulons et écrous.
• A286 : Alliage fer-nickel-chrome, utilisé pour sa haute résistance à la traction, résistance à l'oxydation et à la corrosion.

Maintenant, vous connaissez les matériaux utilisés pour fabriquer les fixations pour la construction aéronautique et leurs caractéristiques.

Revêtements de protection pour fixations aérospatiales

Les fixations aéronautiques commerciales nécessitent des revêtements pour une protection accrue contre les conditions environnementales et atmosphériques. Il existe une plus grande variété de matériaux pour les revêtements de fixations, notamment :

• Cadmium
• Zinc
• Argent
• Nickel
• Phosphate
• Oxyde noir

Ces revêtements améliorent grandement la durabilité des fixations.

Conclusion

Les fixations aérospatiales sont une partie vitale de tout avion, et sans elles, l'avion ne serait que des pièces inutilisables. Cet article a fourni un excellent aperçu des aspects fondamentaux des fixations utilisées pour la construction aéronautique. De nombreuses entreprises se spécialisent dans la fabrication de ces fixations, et l'une des principales parmi elles est RapidDirect.

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FAQ

Quelle est l'importance des fixations dans les avions ?

Les avions contiennent des pièces nécessitant un entretien fréquent, et ces fixations facilitent le processus. Le matériel aérospatial permet de démonter et remplacer facilement les pièces d'avion usées.

Que sont les fixations structurelles d'avion ?

Il y a deux groupes majeurs de fixations : structurelles et non structurelles. Les fixations structurelles supportent les charges de l'avion, tandis que les non structurelles relient des parties sans charge. Il existe aussi des fixations d'accès restreint, plus résistantes, souvent utilisées pour empêcher l'accès aux personnes non autorisées. Les fixations comme les boulons Huck lock et CherryMax entrent dans cette catégorie.

Pourquoi utiliser des fixations aveugles dans les avions ?

Les fixations comme les rivets aveugles sont idéales pour assembler plusieurs pièces dans les avions. Elles s'appliquent aux zones peu ou inaccessibles de l'avion, comme les bords de fuite.