Hengshen Carbon & Composites fabriquera des démonstrateurs de cloison arrière pression échelle réelle pour un OEM aérospatial chinois

Cloisons arrière pression (RPB) 4,5 m : 5 démonstrateurs en préimprégné EH918/HF40C et Solvay X850, pose AFP Coriolis, outillage composite Loiretech

Le fabricant de fibre de carbone, tissus, résines, producteur de préimprégnés et fabricant de pièces composites aérospatiales Hengshen Carbon and Composites (Danyang, Jiangsu, Chine) rapporte qu'il a été engagé pour produire cinq démonstrateurs composites à échelle réelle de 4,5 mètres de cloison arrière pression (RPB) pour un OEM aérospatial chinois.

Simon Qian, directeur général chez Hengshen, dit que le projet est conçu pour prouver les capacités de fabrication de l'entreprise à l'OEM, ainsi que les capacités du matériau tant pour l'outillage de pose que pour le produit RPB.

Deux des cinq RPB seront fabriqués en utilisant le propre système de préimprégné époxy durci aérospatial de Hengshen, EH918, renforcé avec la fibre de carbone à module intermédiaire (IM) de l'entreprise, HF40C. Les trois autres RPB seront fabriqués en utilisant le préimprégné époxy durci CYCOM X850 de Solvay Composite Materials (Alpharetta, Géorgie, États-Unis).

Outillage composite Loiretech et pose AFP Coriolis

Anthony Ferronato, directeur ingénierie chez Hengshen, dit que les deux versions du RPB seront fabriquées en utilisant la pose de fibres automatisée (AFP) réalisée par un système AFP Coriolis (Quévén, France). L'outillage OML pour les RPB a été fabriqué par un outilleur français, Loiretech Ingénierie (Nantes, France) en utilisant le système de préimprégné outillage de Hengshen, EH201.

L'outil RPB a été spécifiquement conçu pour utiliser une surface de pose en fibre de carbone renforcée de nervures en fibre de carbone. La surface de pose est ensuite montée sur une structure en acier pour la stabilité globale et la connexion à la machine AFP. Loiretech a utilisé sa technologie propriétaire pour assembler la peau composite au cadre métallique, ce qui prend en compte les variations d'expansion thermique entre la peau composite et le cadre métallique pendant la cuisson.

Hengshen dit que l'avantage principal avec un outil composite est qu'il réduit le poids global de l'outil comparé aux matériaux conventionnels tels que l'Invar ou l'acier. Cette économie de poids permet un fonctionnement plus fluide pendant la pose AFP sans risque de devoir surmonter les rotations d'un outil plus lourd. De plus, les temps de cuisson sont réduits car il n'y a pas besoin de chauffer l'outil composite comme requis avec un équivalent métallique.

Coordination mondiale et étapes de fabrication

Ferronato dit que le projet a nécessité une coordination soignée entre de multiples organisations réparties à travers le globe. « En une période de grande incertitude due à la pandémie actuelle, nous avons montré que l'industrie aéronautique peut encore prospérer face à l'adversité », dit-il.

Après sept mois de planification, ingénierie et fabrication, l'outil RPB en fibre de carbone est arrivé chez Hengshen après un long voyage depuis Nantes, France. L'outillage a alors été vérifié pour tout dommage ou mouvement pendant le transport. En plus, un essai sous vide haute température a été conduit sur l'outillage pour assurer aucune fuite d'air. Après essais réussis, l'outillage a été transféré dans la salle de machine AFP. La salle de machine AFP est un espace à environnement contrôlé avec une empreinte de 800 mètres carrés et abrite la machine AFP robotique KUKA sur rails, avec deux positionneurs d'axe horizontal (20T et 40T). L'enveloppe de fabrication de la machine AFP est de 20 x 6 mètres, qui accueille aisément le RPB.

L'outillage a été monté sur la machine AFP Coriolis 40T où la programmation finale a été entreprise avant la pose. Le premier produit a été fabriqué en utilisant le système époxy durci EH918 de Hengshen, un produit co-curé d'une peau en forme de dôme avec longerons cœur en oméga. Cela a été suivi par la production du second produit en utilisant le préimprégné époxy durci X850 de Solvay. Les deux matériaux aérospatiaux, X850 et EH918, ont été fendus chez Hengshen avec une machine Mikrosam (Prilep, Macédoine) en rubans AFP-grade 6,35 millimètres (0,25 pouce).

Cuisson, tests et livraison

Le processus de cuisson du RPB est complété dans l'autoclave ASC Process Systems (Valence, Californie, États-Unis) de Hengshen. Les produits cuits ont ensuite été testés non-destructivement avant l'usinage final.

Les RPB seront livrés au client avant fin décembre 2021, après quoi les produits seront testés mécaniquement sous diverses formes pour démontrer la conformité aux cas de charge donnés et la vérification de l'analyse structurelle. En supposant que les RPB passent ces tests, la conception, le matériau, le processus et le fournisseur (Hengshen) seront considérés par l'OEM pour inclusion dans les programmes d'avions émergents.