Système de découpe préimprégné avancé réduit déchets, accélère assemblage du jet d'affaires Pilatus PC-24

Source : Zünd

Grâce aux composants en fibres de carbone et de verre, le jet d'affaires PC-24, fabriqué par Pilatus Aircraft AG (Stans, Suisse), affiche un poids de base de seulement 5,3 tonnes (moins de 12 000 livres), ce qui lui permet de décoller et atterrir sur des pistes courtes, non revêtues ou en gravier habituellement réservées aux avions à turbopropulseurs. En fait, le PC-24 est capable de décoller sur une piste aussi courte que 890 mètres (2 920 pieds) et ne nécessite que 720 mètres (2 362,2 pieds) pour l'atterrissage.

Pilatus a commencé à utiliser des pièces en fibre de carbone tôt dans son histoire de fabrication d'avions, commençant par ses premiers composants en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) et plastique renforcé de fibres de verre (PRFV) pour l'avion universel métallique PC-6 Porter. Les quelques composants composites sur le PC-6, qui a décollé pour la première fois en 1959 et a connu une production d'environ 500 avions avant d'être remplacé par son successeur le PC-12, étaient stratifiés à la main. L'assemblage du PC-6 nécessitait donc une main-d'œuvre expérimentée et des tolérances élevées pour les pièces.

En revanche, le dernier type d'avion de l'entreprise, le PC-24, se compose de nombreuses pièces, beaucoup d'entre elles usinées à des tolérances dans la gamme du micron. Le PC-24 utilise les composites principalement pour le revêtement intérieur et extérieur. Les carénages moteur et bouts d'ailes sont aussi en fibre de carbone, ainsi que les portes de train d'atterrissage, conduits d'air, divers tuyaux, couvercles et bords de fuite sur les ailes.

Non seulement le PC-24 inclut plus de composants composites que le PC-6 n'en avait en 1959, mais l'assemblage est beaucoup plus rapide maintenant, rendu possible, dit Pilatus, grâce aux avancées dans les technologies de production. Clé de ceci sont la réduction permanente des coûts, l'optimisation de la productivité et la capacité d'implémenter des technologies de production modernes.

Les systèmes de découpe numérique de préimprégné font partie de cette tendance. Pilatus s'appuie sur les systèmes de découpe Zünd (Altstätten, Suisse) depuis des années, et en 2019 a ajouté un système de découpe de préimprégné Zünd G3 L-2500. Le système G3 découpe en monocouche les matériaux pour les composants respectifs dans un processus largement automatisé, et étiquette ensuite les pièces découpées avec un module jet d'encre intégré.

Source : Zünd

Pilatus traite environ cinq rouleaux de préimprégné par jour (environ 90 mètres carrés), soit environ 90 000 mètres carrés par an, avec un taux de consommation en augmentation constante à mesure que de plus en plus de composants PRFC et PRFV sont utilisés sur les avions de l'entreprise. Pilatus s'appuie sur la découpe numérique Zünd depuis plus de 15 ans, en commençant par une découpeuse série PN. La demande accrue pour les composants en fibre de carbone a commencé à dépasser la capacité, ce qui a conduit à l'ajout d'un Zünd G3 L-2500 en 2019. Une fois la découpe terminée, les pièces sont kittées et mises en stockage frigorifique jusqu'au traitement ultérieur. Les structures composites Pilatus peuvent se composer jusqu'à 350 plis de préimprégné.

Un autre facteur du succès de Pilatus a été une focalisation sur l'augmentation de la productivité. Selon Patrick Rohrer, chef de projet approvisionnement systèmes chez Pilatus, « Quand on traite des matériaux coûteux comme la fibre de carbone ou de verre, l'efficacité matériau et l'optimisation sont toujours une préoccupation. Nous travaillons constamment à augmenter l'utilisation et réduire les déchets — particulièrement puisque nous avons encore peu d'options pour le recyclage. »

L'entreprise dit avoir réduit les taux de déchets de 30 % à 20 %, et cite les fonctionnalités d'imbrication efficaces dans le logiciel Cut Center - ZCC de Zünd comme un facteur important de ce succès. Les différents plis d'une pièce sont imbriqués statiquement, ce qui signifie que les plis individuels d'une pièce sont imbriqués dans la quantité demandée selon commande. L'imbrication dynamique, qui est quand les plis individuels de pièces de plusieurs commandes sont imbriqués et combinés dans un seul fichier de découpe, peut aussi être utilisée quand cela a du sens. Cela, dit Zünd, augmente encore le degré d'utilisation de la matière première.