Continuous Composites démontre CF3D dans le projet aile WiSDM AFRL de Lockheed Martin

Continuous Composites (Coeur d'Alene, Idaho, États-Unis) a annoncé le 7 avril l'achèvement réussi du contrat de deux ans Wing Structure Design for Manufacturing (WiSDM) du Laboratoire de recherche de l'US Air Force (AFRL) via Lockheed Martin (Bethesda, Maryland, États-Unis) pour fabriquer une aile d'avion à faible coût et attritable (LCAA). Le projet visait un nouveau paradigme de conception structurelle, couplé à des matériaux et fabrication commensurables, pour réduire substantiellement coûts et délais pour les structures de cellules attritables. Continuous Composites indique que sa technologie brevetée Continuous Fiber 3D Printing (CF3D) a imprimé avec succès les longerons structurels en fibre de carbone de l'assemblage d'aile. La performance structurelle a été démontrée lorsque la boîte d'aile terminée a été testée statiquement et a atteint 160 % de la charge limite de conception (DLL) avant le flambage de la peau en compression. Les longerons n'ont pas cédé.

« Le travail réussi avec Continuous Composites et l'accent de l'AFRL sur CF3D pour ce projet non seulement fait avancer la nouvelle technologie d'impression 3D mais offre aussi le potentiel d'impression de composites aérospatiaux dans les industries haute performance », déclare John Scarcello, senior manager, Lockheed Martin Skunk Works. « Nous reconnaissons que ce processus trace la voie pour des applications plus larges dans la défense et le commerce, et Lockheed Martin prévoit d'en faire partie de l'avenir de la fabrication avancée. »

Le programme incluait une gamme de technologies focalisées sur les matériaux et procédés innovants, dont CF3D pour imprimer les longerons, moulage par injection de fibres longues pour les nervures, outillage fabriqué additivement (AM), placement de fibre automatisé (AFP) pour les peaux, perçage auto et assemblage robotique. Plus spécifiquement, Continuous Composites a imprimé deux longerons en C coniques en fibre de carbone de 8 pieds (2,44 m) de long, 4 livres (1,8 kg). Selon Continuous Composites, cette approche novatrice de fabrication composite comporte l'imprégnation in-situ, consolidation et cuisson, résultant en réduction significative des coûts et délais. Le processus entièrement automatisé inclut coupe et ré-alimentation, permettant des pertes de plis et épaisseurs variables dans la structure.

L'assemblage d'aile final a été livré à l'US Air Force pour tests de charge statique. L'aile entièrement assemblée a été chargée à 160 % de la DLL. Aucun dommage mesuré ou visuel sur les longerons imprimés CF3D n'a été détecté. Les longerons en fibre de carbone imprimés ont atteint une fraction volumique de fibres de 60 % avec environ 1 % à 2 % de vides.

Selon Ray Fisher, gestionnaire de programme Air Force Research Laboratory, « CF3D présente une technologie de fabrication innovante qui montre un grand potentiel pour être à la fois faible coût et agile aux exigences de taux de production et de réactivité pour réaliser des structures de cellules attritables. Le succès de ce projet LCAA montre une grande opportunité pour la fabrication additive avec solutions matériaux CF3D personnalisées qui peuvent orienter les fibres structurellement de façon optimale. C'est particulièrement attractif pour éviter l'outillage coûteux dans la fabrication de pièces structurales aérospatiales. J'attends avec impatience des opportunités supplémentaires d'incorporer CF3D dans des structures de plus en plus complexes, davantage optimisées pour la production attritable. »

« Ce projet est une application où CF3D montre la réduction significative des coûts et la liberté de conception tout en dépassant les propriétés mécaniques strictes requises pour l'aérospatial », dit Tyler Alvarado, PDG de Continuous Composites. « Notre équipe est très reconnaissante envers Lockheed Martin, l'US Air Force et les autres partenaires pour avoir inclus CF3D dans ce projet LCAA. Nous franchissons les prochaines étapes pour sélectionner notre partenaire principal DoD à long terme tout en engageant l'Air Force comme en témoignent les annonces à venir de notre implication clé dans le programme AFRL PiCARD en parallèle à un CRADA de cinq ans. »