Victrex, Electroimpact atteint des vitesses AFP thermodurcissables en utilisant des thermoplastiques

Crédit photo :Victrex

Dans une étape vers la production de composants aérospatiaux à grande échelle à partir de composites thermoplastiques, le fournisseur de solutions polymères Victrex (Cleveleys, Royaume-Uni) et le spécialiste de l'automatisation et de l'outillage Electroimpact (Mukilteo, Wash., États-Unis) ont récemment annoncé avoir atteint des vitesses de pose de 4 000 pouces par minute (IPM) à l'aide de la technologie de placement automatisé des fibres (AFP) d'Electroimpact et du ruban unidirectionnel (UD) unidirectionnel (UD) en polyaryléthercétone à bas point de fusion (LMPAEK) VICTREX AE 250.

La technologie de traitement Electroimpact AFP a été améliorée avec le déploiement d'un nouveau système de chauffage laser; Le ruban VICTREX AE 250 UD est un ruban composite thermoplastique haute performance préimprégné qui a été conçu par Victrex pour avoir des propriétés de résistance mécanique, physique et chimique typiques de la famille des polymères polyaryléthercétone (PAEK), comme le PEEK, mais avec une concentration cristalline inférieure de 40 °C. température de fusion, à 305°C.

« L'importance du traitement du ruban UD thermoplastique à des vitesses de drapage de 4 000 IPM avec le laser à taille de point variable (VSS) d'[Electroimpact] est, pour la première fois à notre connaissance, que les thermoplastiques sont capables d'atteindre des vitesses de drapage thermodurcissables. Ces développements peuvent aider à éliminer le besoin de durcissement en autoclave et offrent des avantages majeurs et nouveaux en termes de débit pour les thermoplastiques. » explique Michael Assadi, ingénieur en chef chez Electroimpact.

Selon James Myers, responsable de la R&D chez Victrex, « La technologie à bas point de fusion est le différenciateur clé de l'optimisation pour l'AFP. La température de fusion de 305 °C de ce produit, en particulier, ajoute-t-il, « permet les propriétés de haute performance d'autres polymères PAEK à plus faible énergie sur le laser, avec les bons niveaux de consolidation pour l'aérospatiale. De plus, l'imprégnation extrêmement élevée du ruban UD, la régularité en termes de largeur et d'épaisseur et les longues longueurs continues sans épissures sont des facteurs qui contribuent à un drapage rapide. »

Selon Myers, ce produit est optimisé pour l'efficacité de fabrication dans plusieurs processus automatisés, y compris l'AFP, la pose automatisée de ruban (ATL) et le moulage par compression continue (CCM). « Alors que la plate-forme de matériaux est encore en développement, il existe un potentiel émergent pour de grandes applications structurelles hautes performances fonctionnant dans des environnements exigeants où la fabrication à cadence rapide/volume élevé est une exigence clé », ajoute-t-il. « Nous n'avons pas encore trouvé les limites du matériel dans les environnements de traitement AFP/ATL traditionnels. »

Ce niveau de vitesse est actuellement signalé pour la consolidation hors autoclave (OOA), bien que selon Myers, l'équipe teste également le traitement in situ dans les installations d'Electroimpact, "pour créer des stratifiés sans porosité en une seule étape". À cela, Assadi ajoute :« En termes de vitesse, la consolidation in situ est limitée par la cristallisation et l'autoadhérence du matériau pour obtenir les propriétés requises. L'avantage débit/efficacité est bien sûr qu'il n'y a pas d'étape de consolidation supplémentaire. »

Victrex rapporte qu'un programme de test comparant plusieurs matériaux différents a démontré que le ruban Victrex LMPAEK UD offrait les meilleures performances, produisant des stratifications sans porosité, y compris la distribution de fibres la plus uniforme et la plus uniforme dans la résine.