Premier stratifié Toray LM-PAEK pour le projet Clean Sky MECATESTERS

SOURCE | Groupe KVE Composites

Le premier stratifié fabriqué à partir du ruban unidirectionnel (UD) LM-PAEK de Toray Advanced Composites (Morgan Hill, Californie, États-Unis) pour le projet MECATESTERS Clean Sky 2 a été traité en autoclave au Centre de recherche sur les composites ThermoPlastic (TPRC, Enschede, Pays-Bas) . Il s'agit du premier de nombreux stratifiés qui seront produits, soudés et testés dans le cadre de ce projet de 30 mois (JTI-CS2-2018-CFP08-LPA-02-25) dans le cadre de l'initiative Clean Sky 2 Large Passenger Aircraft. MECATESTERS vise à valider le soudage par induction et le soudage par conduction de stratifiés composites thermoplastiques fabriqués à partir de ruban UD pour les applications aéronautiques industrialisées.

Lancés en avril 2019, KVE Composites Group (La Haye, Pays-Bas) et Rescoll (Pessac, France) travaillent avec le chef de projet MECATESTERS, GKN Fokker (Hoogeveen, Pays-Bas), pour mieux comprendre le comportement micromécanique du interfaces soudées pour les stratifiés à base de ruban UD, une compréhension qui est actuellement limitée aux stratifiés à base de tissu de carbone. Des questions telles que le vieillissement, la cicatrisation, les paramètres de traitement et la durabilité doivent être étudiées plus en détail afin de développer une approche cohérente. Il s'agit d'une étape clé dans la progression de ces technologies vers une utilisation généralisée dans le secteur aérospatial.

Ce projet étudiera de nombreux aspects de l'assemblage thermoplastique en utilisant ce qui a été identifié dans Clean Sky 2 comme les deux méthodes de soudage thermoplastiques les plus prometteuses et les plus matures pour les composites thermoplastiques renforcés de fibres de carbone pour l'aérospatiale :le soudage par induction et le soudage par conduction.

Le soudage par induction a été un pionnier et continue d'être développé par KVE Composites Group pour le soudage en continu des structures aérospatiales. Il est utilisé commercialement par GKN Fokker pour la production des gouvernails et des ascenseurs Gulfstream G650 et Dassault 6X et par Aviacomp pour le soudage des panneaux d'accès aux réservoirs de carburant de l'Airbus A220.

Le soudage par conduction a été développé par GKN Fokker dans le cadre du projet TAPAS-2 pour les applications de soudage par points. L'objectif principal est d'évaluer et de valider ces deux méthodes de soudage pour des composants thermoplastiques de fuselage typiques basés sur des rubans en fibre de carbone UD/LM-PAEK, et de développer une compréhension globale de leur comportement micromécanique.

(Voir « Soudage des composites thermoplastiques » et « Nouveaux horizons dans le soudage des composites thermoplastiques ».)

Afin d'atteindre cet objectif, quatre objectifs clés ont été établis, qui rendront le projet global MECATESTERS réaliste et réalisable dans le délai proposé de 30 mois :

• Évaluer l'effet des conditions de surface sur l'interface soudée
  Un examen détaillé des différents types de surface fournira des directives claires pour la production et l'entretien en ce qui concerne l'état de surface.

• Examiner les effets du vieillissement sur la durabilité des pièces en fibre de carbone UD/LM-PAEK
  L'évaluation du vieillissement sur la durabilité des pièces en fibre de carbone UD/LM-PAEK fournira des informations précieuses pour établir les intervalles de maintenance suggérés, les tolérances techniques et les durées de vie.

• Effectuer une comparaison de fenêtre de processus pour les méthodes de soudage
  Deux méthodes de soudage sont sélectionnées et étudiées plus avant afin de fournir une solution industriellement adaptée, performante et de haute qualité pour le soudage thermoplastique de pièces en fibre de carbone UD/LM-PAEK.

• Réaliser des tests mécaniques pour valider les performances des joints soudés
  Le projet MECATESTERS fournira une analyse détaillée du comportement microstructural des assemblages thermoplastiques soudés afin de sélectionner et d'appliquer la technologie d'assemblage la plus optimale.

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