AFRL, Boeing et Thermwood collaborent pour un outillage additif abordable, compatible autoclave

Source | Thermwood Corp.

Thermwood Corp. (Dale, Indiana, États-Unis) a annoncé qu'elle collabore avec le Laboratoire de Recherche de l'US Air Force (AFRL ; Dayton, Ohio, États-Unis) et Boeing (Chicago, Illinois, États-Unis) sur un programme de recherche pour produire de l'outillage réactif à faible coût par fabrication additive.

Le concept pour la peau de fuselage et l'outillage d'AFRL. Source | Thermwood Corp.

Selon Thermwood, l'outillage démo initial est pour un concept de peau de fuselage d'avion AFRL. L'idée a été soumise par Boeing à la division Manufacturing and Industrial Technology (ManTech) d'AFRL, qui s'intéresse à l'outillage de polymérisation composite à grande échelle, à base de polymère, fabriqué additivement (AM).

Pour ce projet, Boeing a contracté Thermwood pour démontrer la capacité de sa machine de Fabrication Additive à Grande Échelle (LSAM). Thermwood dit que cette machine offre une innovation par sa capacité d'impression de couches verticales (VLP), qui imprime en 3D des couches perpendiculairement au sol (voir plus sur cette technologie dans « Thermwood's vertical layer printing turns AM on its side » de la publication sœur Additive Manufacturing). Avec VLP, Thermwood dit que les composants peuvent être imprimés à plus grande taille, réduisant les coûts d'assemblage.

Pour valider le processus VLP avec des matériaux haute température compatibles autoclave, Boeing et AFRL ont décidé de commencer par imprimer en 3D un outillage à mi-échelle, qui a la même largeur, hauteur et trajectoire de cordon que l'outillage final, mais a été raccourci en longueur de 10 pieds à seulement 4 pieds.

L'outillage à mi-échelle a été imprimé sur la machine de démonstration de Fabrication Additive LSAM de Thermwood dans son installation du sud de l'Indiana, utilisant un cœur d'impression de 40 mm avec du polyéthersulfone (PESU) renforcé 25 % fibres carbone. Selon Thermwood, c'était le premier outillage haute température imprimé avec le système VLP. L'outillage a nécessité 5 heures 15 minutes pour l'impression, et la pièce résultante pesait 367 livres. Après usinage final, l'outillage a été sondé pour le profil de surface et testé pour l'intégrité sous vide. Il a passé le test vide à température ambiante et atteint les tolérances de profil de surface dimensionnelles. L'outillage à pleine échelle pèsera environ 1 400 livres et nécessitera 18 heures d'impression, dit Thermwood.

Source | Thermwood Corp.

Le programme Low-Cost Attritable Technology (LCAAT) d'AFRL examine différentes approches d'outillage avec l'objectif de briser la courbe de croissance des coûts et de déployer de nouveaux systèmes plus vite. « Nous sommes intéressés par la capacité de l'outillage fabriqué additivement à réduire le coût et le temps pour procurer de l'outillage compatible autoclave », dit Andrea Helbach, gestionnaire de programme AFRL. « De plus, l'outillage AM supporte les changements de design de véhicule avec des dépenses non récurrentes minimales. »