Victrex et Electroimpact atteignent 4 000 IPM en AFP avec composites thermoplastiques

Crédit photo : Victrex

Dans une étape vers la production de composants aérospatiaux de 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, Washington, États-Unis) ont annoncé récemment avoir atteint des vitesses de dépose de 4 000 pouces par minute (IPM) en utilisant la technologie de placement automatisé de fibres (AFP) d'Electroimpact et la bande unidirectionnelle (UD) VICTREX AE 250 polyaryléthercétone à bas point de fusion (LMPAEK).

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

« L'importance du traitement de bande UD thermoplastique à 4 000 IPM de vitesse de dépose avec le Laser à Taille de Spot Variable (VSS) d'Electroimpact est, pour la première fois à notre connaissance, que les thermoplastiques sont capables d'atteindre les vitesses de dépose des thermodurcissables. Ces développements peuvent aider à éliminer le besoin de polymérisation en autoclave, et offrent des avantages de débit majeurs et nouveaux pour les thermoplastiques. » explique Michael Assadi, ingénieur en chef chez Electroimpact.

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

Selon Myers, ce produit est optimisé pour l'efficacité de fabrication dans plusieurs procédés automatisés, y compris l'AFP, la dépose de bande automatisée (ATL) et le moulage par compression continu (CCM). « Bien que la plateforme de matériaux soit encore en développement, il y a un potentiel émergent pour des applications structurelles de grande taille, haute performance, opérant dans des environnements exigeants où la fabrication à haut débit/haut volume est une exigence clé », ajoute-t-il. « Nous n'avons pas encore trouvé les limites du matériau dans les environnements de traitement AFP/ATL traditionnels. »

Ce niveau de vitesse est actuellement rapporté pour la consolidation hors autoclave (OOA), bien que selon Myers, l'équipe teste également le traitement in-situ chez 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 du matériau et l'auto-adhésion pour atteindre les propriétés requises. L'avantage de débit/efficacité bien sûr est qu'il n'y a pas d'étape de consolidation supplémentaire. »

Victrex rapporte qu'un programme d'essai comparant plusieurs matériaux différents a démontré que la bande UD LMPAEK de Victrex offrait la meilleure performance, produisant des stratifications sans porosité, y compris la distribution de fibres dans la résine la plus dimensionnellement uniforme et régulière.