Un guide complet sur les composites thermoplastiques aérospatiaux

Livre blanc : Matériaux

COMMANDITÉ PAR :

Alors que les plates-formes aérospatiales et de défense sont confrontées à des contraintes d'espace et de poids de plus en plus strictes, à des limitations de puissance et à des températures de fonctionnement de plus en plus élevées, les ingénieurs se tournent vers des solutions de contrôle passif de la température qui réduisent la complexité des systèmes et les points de défaillance. Les vannes à commande thermique utilisent un actionnement piloté par la température pour contrôler le débit au sein d'un système. Glenn Quinty, spécialiste principal des produits d'ingénierie chez ThermOmegaTech, explique comment fonctionne l'actionnement thermique, pourquoi il excelle dans les systèmes contraints SWaP et où ces solutions sont déployées.

Vous n'avez pas de compte ?

Vue d'ensemble

Le document présente une interview avec Travis Mease, chef de produit thermoplastique chez Greene Tweed, discutant de Xycomp® DLF™, un composite thermoplastique léger et haute performance développé pour les applications aérospatiales. Fort de plus de 80 ans d'expertise industrielle, Greene Tweed a créé des composites DLF en utilisant un ruban préimprégné en fibre de carbone de qualité aérospatiale pour remplacer les composants métalliques, permettant ainsi une économie de poids allant jusqu'à 60 % et comptant actuellement plus de 500 000 pièces en service.

L'un des principaux avantages de Xycomp® DLF™ réside dans son processus de moulage par compression hautement automatisé, qui prend en charge des géométries complexes et une production en grand volume avec une interaction minimale de l'opérateur. L'automatisation comprend le pesage des charges de matériaux, la manipulation des moules, le renforcement automatique du placement des fibres, le démoulage et l'ébavurage robotisé. Ce processus permet d'obtenir des pièces de haute qualité répondant aux normes GD&T avec un débit, une répétabilité et une compétitivité des coûts accrus.

Par rapport aux pièces en aluminium, les composites DLF offrent des économies de poids de 30 à 50 % tout en conservant une rentabilité par rapport aux pièces métalliques usinées. Les composites DLF comblent l'écart de performances entre le moulage par injection (complexité de forme élevée, faible résistance mécanique) et les composites à fibres continues (haute résistance, mais liberté de conception hors plan limitée). Il est important de noter que les composites DLF conservent stabilité et résistance à des températures élevées allant jusqu'à au moins 180 °C, surpassant ainsi les alliages d'aluminium de qualité aérospatiale vulnérables à la réduction de résistance induite par la chaleur. Dans certains cas, le DLF a remplacé le titane ou l'acier, permettant ainsi un gain de poids encore plus important.

Un cas d’utilisation spécifique mis en avant est l’aube directrice externe d’un avion d’affaires, une pièce complexe et non structurelle soumise à l’impact de la grêle et aux exigences de durabilité. Greene Tweed a développé une technique de co-moulage combinant un bord d'attaque métallique avec une aube DLF moulée en filet, validée par des tests d'impact contre la grêle en Suisse. Cette palette hybride permet des réductions de poids substantielles de huit à 10 livres par moteur de manière rentable.

Concernant les défis de certification, Mease note que les nouveaux matériaux aérospatiaux nécessitent une caractérisation approfondie pour répondre aux exigences réglementaires strictes. Greene Tweed s'appuie sur des matériaux acceptés par l'industrie et sur des tests complets (couvrant diverses conditions environnementales, scénarios de chargement, lots de matériaux et épaisseurs de pièces) pour créer une vaste base de données de propriétés des matériaux. Ces données prennent en charge l'analyse de conception prédictive et fournissent aux clients des autorisations validées, accélérant ainsi la certification, réduisant les risques, raccourcissant les délais et réduisant les coûts.

Dans l’ensemble, Xycomp® DLF™ de Greene Tweed présente une solution composite thermoplastique légère et hautes performances pour la fabrication aérospatiale avancée, équilibrant la flexibilité de conception, les performances mécaniques et la conformité réglementaire. Pour plus de détails, le document dirige les lecteurs vers www.gtweed.com/aerospace.