Le préimprégné Toray CFRP pour l'aérospatiale démontre une résistance aux flammes et des performances mécaniques

Toray Industries Inc. (Tokyo, Japon) a développé un préimprégné en plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP) pour les applications aérospatiales avancées. La société affirme avoir tiré parti de la technologie informatique des matériaux - une technique qui combine l'apprentissage automatique, la densité théorique, les simulations et les bases de données - pour obtenir rapidement une résistance aux flammes et des performances mécaniques optimales pour ce matériau. La société poursuivra les tests de démonstration pour élargir les applications et la demande de CFRP afin d'inclure les avions, les automobiles et l'utilisation industrielle générale.

Selon Toray, bien que mécaniquement supérieur aux métaux, le CFRP présente certains inconvénients fonctionnels, notamment l'ignifugation et la conductivité électrique; en conséquence, l'amélioration de ces propriétés est considérée comme souhaitable. Néanmoins, les défis d'ingénierie et d'optimisation de différentes propriétés ignifuges et mécaniques nécessitent une grande quantité de données expérimentales. Il a également été difficile de réduire les délais de développement, ajoute Toray.

Dans le cadre de ses initiatives de transformation numérique, qui s'appuient sur les données et les technologies numériques pour devenir plus compétitif, Toray a déployé l'informatique des matériaux dans l'ingénierie CFRP et a mis en place une technologie pour développer rapidement des matériaux en exploitant l'analyse inverse des problèmes pour affiner la conception des matériaux en fonction des propriétés requises. .

La société a utilisé une carte auto-organisée déployée dans le cadre d'une recherche conjointe avec l'Université de Tohoku comme outil pour cette analyse, lui permettant d'identifier des combinaisons de matériaux appropriées pour obtenir les propriétés souhaitées via des expériences. Cela a conduit à l'ingénierie réussie d'une résine matricielle pour le renforcement des fibres afin de développer le préimprégné CFRP.

On dit que le préimprégné fournit la résistance à la compression, la résistance à la chaleur et d'autres propriétés mécaniques équivalentes à celles des matériaux aérospatiaux actuels. Dans le même temps, il offre un taux de dégagement de chaleur inférieur de 35 %, qui est le taux de chaleur généré par le feu, par rapport à ces matériaux. En outre, Toray prévoit d'appliquer l'analyse inverse des problèmes à la conductivité thermique, à la conductivité électrique et à d'autres éléments pour aider à concevoir un préimprégné hautement fonctionnel qui diversifie les besoins des composants aéronautiques, automobiles et industriels généraux.

Certains des progrès de Toray dans cet effort de développement faisaient partie de « l'intégration des matériaux » pour le système de conception révolutionnaire des matériaux de structure dans le cadre du programme interministériel de promotion de l'innovation stratégique (SIP). Le SIP est dirigé par le Conseil pour la science, la technologie et l'innovation (CSTI) du Cabinet Office du gouvernement du Japon, supervisé par l'Agence japonaise pour la science et la technologie.