L'AFRL et des universités pionnières des composites carbone/époxy imprimés en 3D pour l'aérospatial

La branche Composites du Laboratoire de recherche de l'Air Force (AFRL, Dayton, Ohio, États-Unis) s'est associée à l'Université de l'Arkansas, l'Université de Miami, l'Université Louisiana Tech et l'Université du Texas à El Paso pour développer des composites époxy/fibre de carbone fabriqués par fabrication additive pour utilisation dans des pièces structurales pour avions et engins spatiaux.

Les polymères utilisés pour les matériaux imprimés sont dits être les mêmes matériaux déjà utilisés sur les systèmes de l'Air Force, qui ont été développés pour une haute durabilité thermique et environnementale, une haute résistance et un poids très léger.

En comparaison aux composites traditionnels, l'AFRL dit qu'il est possible de créer plus facilement des pièces composites complexes fabriquées par fabrication additive et que ce processus élimine le besoin de processus de durcissement coûteux et longs. La fabrication additive est aussi dite simplifier la logistique impliquée dans la production, l'assemblage et la réparation de pièces, puisque ces processus peuvent être faits sur le terrain ou au dépôt.

En outre, l'AFRL a formé des projets conjoints avec des alliés internationaux, y compris l'Inde, pour utiliser l'impression 3D composite pour fabriquer des structures de noyau complexes qui, combinées avec des faces supérieure et inférieure, créent des structures sandwich légères avec des propriétés adaptées aux forces physiques qui doivent être portées.

L'agilité de fabrication de ces noyaux imprimés par addition est dite permettre l'insertion facile d'autres matériaux comme des raccords métalliques et des composants électriques, facilitant l'assemblage et créant des structures multifonctionnelles avec détection, actionnement, calcul ou alimentation électrique intégrés pour les véhicules aériens sans pilote multifonctionnels de prochaine génération.

Les structures sandwich traditionnelles sont utilisées sur les peaux d'avion avec les mêmes géométries de noyau sur toute la surface. L'impression additive de structures sandwich permettra selon les rapports des structures qui peuvent résister à des forces plus lourdes là où c'est nécessaire et rester plus légères là où elles ne le sont pas.

« Le potentiel d'imprimer rapidement des pièces et fixations composites à haute résistance pour le combattant pourrait être un atout tremendeux tant sur le terrain que pour accélérer le développement de systèmes d'armes », dit le Dr Jeffery Baur, chef de l'équipe de recherche sur la performance des composites.

Les résultats du travail de l'équipe seront publiés dans un numéro spécial du Journal of Experimental Mechanics dédié à la Mécanique des matériaux fabriqués par fabrication additive.