Guide expert du soudage des composites thermoplastiques

Contrairement aux composites à matrice thermodurcissable, les composites thermoplastiques (TPC) ne requièrent ni réactions chimiques complexes ni longs processus de polymérisation. Les préimprégnés thermoplastiques ne nécessitent pas de réfrigération, offrant une durée de vie pratiquement infinie. Les polymères utilisés dans les TPC aérospatiaux — sulfure de polyphénylène (PPS), polyétherimide (PEI), polyétheréthercétone (PEEK), polyéthercétonecétone (PEKK) et polyarylcétone (PAEK) — offrent une haute tolérance aux dommages dans les pièces finies, ainsi qu'une résistance à l'humidité et aux chimiques, et ne se dégradent donc pas en conditions chaud/humide. Et ils peuvent être refondus, promettant des avantages en réparation et recyclabilité en fin de vie. Mais peut-être le plus grand moteur pour l'utilisation des TPC dans le développement d'avions est la capacité d'assembler les composants par collage par fusion/soudage. Cela présente une alternative attractive aux méthodes conventionnelles — fixation mécanique et collage adhésif — utilisées pour assembler les pièces composites thermodurcissables (TSC).

Comme défini dans l'article largement cité « Fusion Bonding/Welding of Thermoplastic Composites », par Ali Yousefpour, Conseil National de Recherches Canada (Ottawa, ON, Canada), « Le processus de collage par fusion implique le chauffage et la fusion du polymère sur les surfaces de jonction des composants puis le pressage de ces surfaces ensemble pour polymérisation et consolidation du polymère. » Le résultat est très différent de l'assemblage thermodurcissable.

« Vous créez une structure unifiée, comme un longeron soudé à une peau », explique Arnt Offringa, chef R&T Aérostructures pour GKN Fokker (Hoogeveen, Pays-Bas). « Vu au microscope, on voit juste du polymère homogène, donc c'est différent du collage. Il n'y a pas de ligne de séparation, pas de fente, pas de matériau d'assemblage identifiable comme l'adhésif. Il n'y a qu'un seul matériau, c'est pourquoi on utilise le même polymère des deux côtés de la soudure. Ainsi, les autorités accepteront un tel assemblage sans fixations mécaniques. » (Offringa utilise le mot « assemblage » ici car le résultat du processus de soudage n'est pas un joint, mais une pièce solide unique.)

En fait, de telles structures TPC soudées volent depuis des décennies. Et bien que le soudage par résistance et par induction soient les deux méthodes les plus établies, d'autres, incluant soudage ultrasonique, laser et par conduction, sont avancées pour usage avec composites. Le développement de ces méthodes continue alors que les partisans du soudage cherchent la fiabilité nécessaire dans les logiciels de simulation prédictive de processus, le contrôle en ligne accru des variables de processus de soudage, et l'extension des processus de soudage à la production de structures primaires d'avions.

Soudage par résistance

Avec KVE Composites Group (La Haye, Pays-Bas), GKN Fokker est un leader reconnu dans le développement du soudage TPC. « Nous avons commencé avec le soudage par résistance au début des années 1990 », dit Offringa. « L'élégance de cette méthode est que la chaleur est produite exactement à l'interface de soudage. » Le courant électrique, passé à travers un élément résistif à l'interface de soudage, crée la chaleur et fond le polymère thermoplastique. Cependant, cet élément résistif — un métal ou fibre de carbone (CF) — reste dans la pièce finie. « Nous avons développé une méthode utilisant une maille métallique enrobée PPS comme élément résistif, puis certifié et fait voler des portes de train d'atterrissage principal soudées par résistance CF/PPS sur le turbopropulseur Fokker 50 en 1998 », dit Offringa. « Cela a mené à des discussions avec Airbus UK (Broughton, Chester, UK) et au développement de bords d'attaque fixes fibre de verre/PPS pour les A340/A350 puis A380 gros porteurs. » GKN Fokker a continué sa recherche sur le soudage par résistance, focalisée principalement sur le plastique renforcé fibre de carbone (CFRP).

La technologie a progressé. Premium AEROTEC (Augsbourg, Allemagne) a présenté un démonstrateur de longeron arrière de pressurisation Airbus (Toulouse France) A320 au Salon ILA Berlin 2018. Le longeron comprend huit segments presse-formés tissu CF/PPS assemblés par soudage par résistance. « Nous utilisons le soudage par résistance depuis un moment », dit le Dr Michael Kupke, chef du Centre pour Technologie de Production Légère (ZLP) pour le Centre Aérospatial Allemand (DLR) à Augsbourg. « Pour le démonstrateur Premium AEROTEC, nous avons étendu la longueur de ligne de soudage à 1,5 m. »

ZLP a choisi un élément résistif en fibre de carbone vs la maille acier inoxydable historique. « Pour le soudage par induction, c'est difficile d'obtenir la température et l'énergie où vous le voulez et pas ailleurs dans la pièce », affirme Kupke. « Pour le soudage par résistance, c'est inhérentement résolu, mais l'inconvénient, jusqu'à maintenant, a été que le résisteur reste dans la pièce. » L'utilisation d'un résisteur fibre de carbone allège ce désavantage.

La méthode de base reste la même. « Vous appliquez une tension et mettez la pression sur les deux pièces pour obtenir une bonne consolidation », ajoute-t-il. « Pour petites pièces, l'effecteur de bout robotique applique la pression, mais pour grandes pièces vous auriez besoin d'un gabarit pour fournir la pression de serrage. » Le gabarit pour le longeron arrière A320 est un « pont de soudage » métallique courbé construit par Premium AEROTEC. Il pivote pour se positionner au-dessus de chacune des huit lignes de soudage et applique la pression nécessaire via 10 vérins pneumatiques à l'intérieur.

En plus du PPS, l'équipe DLR ZLP de Kupke a validé que ce processus fonctionne aussi pour tissu carbone/PEEK. « Si vous pouvez utiliser PEEK, vous pouvez adapter à PEKK, PAEK et PEI », ajoute-t-il. « Nous devrions aussi pouvoir souder des bandes UD », note-t-il aussi (défis associés au soudage bandes UD expliqués plus bas). Kupke dit qu'il n'y a pas de limite à l'épaisseur de pièce soudée, « ça pourrait être 3 mm ou 30 mm, mais attention doit être prise à la gestion thermique à la ligne de soudage. »

Il dit que l'étape suivante sera de développer une gamme d'éléments résistifs CF optimisés. « Nous avons juste utilisé des matériaux du commerce pour l'instant. » Kupke souligne que ce n'était qu'un démonstrateur, pas un processus industriel. « Pour industrialiser, on le ferait un peu différemment. Le processus de soudage pour chaque jonction dans le longeron A320 a pris 4 minutes, cependant seulement 90 secondes de courant de soudage ont été appliquées. Le temps restant était pour chauffage et refroidissement du thermoplastique PPS à la ligne de soudage. Avec l'industrialisation, nous croyons que le temps total serait plus rapide et le soudage prendrait encore seulement 60-90 secondes par jonction de 1,5 m. »

Soudage par induction

KVE a commencé le travail sur le soudage par induction au début des années 2000. La technique de base implique le déplacement d'une bobine d'induction le long de la ligne de soudage. La bobine induit des courants de Foucault dans le stratifié CFRP intrinsèquement conducteur, qui génèrent de la chaleur et fondent le thermoplastique. « Nous avons commencé avec des éprouvettes cisaillement simple, suivant l'approche par blocs de construction, et progressé vers joints en L, joints en T, puis structures basiques et enfin gouvernes de profondeur et de direction », rappelle Harm van Engelen, directeur général de KVE.

L'entreprise a développé des simulations informatiques en parallèle. « La simulation aide à prédire la température à la surface extérieure et à la ligne de soudage », explique-t-il. « Vous devez concentrer la chaleur dans la ligne de soudage, mais pas surchauffer les sections adjacentes. La surface supérieure chauffe plus vite que l'interface, donc vous devez évacuer cette chaleur. » KVE a breveté non seulement la technologie de gestion thermique et matériaux d'outillage résultantes, mais aussi son approche basée sur l'outillage pour maintenir la pression pendant le soudage, et son contrôle robotique de la bobine d'induction et tête de soudage, développé d'ici 2005.

« Cela a fourni une alternative au soudage par résistance pour CFRP qui ne nécessitait pas de susceptor ou bande de soudage », dit Offringa de GKN Fokker. « Nous avons licencié la technologie KVE et l'avons implémentée sur les gouvernes de profondeur et de direction du Gulfstream G650, qui volent depuis 2008. » KVE était un partenaire clé dans le développement et l'industrialisation du processus de soudage par induction robotique. Une technique de deuxième génération raffinée est utilisée pour les gouvernes sur le Dassault Falcon 5X. Van Engelen note que le soudage pour le G650 était automatisé mais complété en plusieurs étapes. « Pour le Dassault, c'est fait en une seule fois », ajoute-t-il. « Toutes les pièces sont placées dans les outils et puis deux gouvernes de profondeur et une gouverne de direction sont soudées en un quart de nuit. »

Dès 2008, KVE avait commencé les tests cisaillement simple (SLS) de bande UD CF/PEKK et produisait des démonstrateurs pour le programme Thermoplastic Affordable Primary Aircraft Structure (TAPAS). Dès 2010, l'entreprise avait complété des simulations 3D de stratifiés UD CF soudés par induction avec protection foudre (LSP) et travaillé avec des stratifiés épais (≤5 mm pour UD PEEK et PEKK, ≤15 mm pour tissu carbone/PPS). KVE avait aussi conçu et construit un gouvernail TPC pour The Boeing Co. (Chicago, IL, États-Unis) Phantom Eye UAV, que Boeing a commencé à produire en 2011. Dès 2014, l'entreprise avait produit des démonstrateurs UD CF/PEKK soudés par induction et travaille maintenant avec plusieurs OEM et fournisseurs Tier 1 pour aider à qualifier cette technologie pour d'autres structures aéronautiques.

Transition du tissu vers bande UD

Le soudage par induction est bien adapté pour le tissu carbone, dit Offringa, « mais avec la bande UD, il y a un nouvel ensemble de défis pour atteindre les vitesses de production. »

Comme expliqué par le Dr Michel van Tooren, directeur du Centre SmartState pour Matériaux et Structures Multifonctionnels, partie du Centre McNair à l'Université de Caroline du Sud (Columbia, SC, États-Unis), « Pour l'induction dans stratifiés CFRP, vous avez besoin de fibres à deux angles différents — préférablement angles aussi éloignés que possible — pour générer des courants de Foucault. » L'orientation perpendiculaire 0° et 90° dans le tissu tissé est idéale, permettant la génération de courants de Foucault dans chaque pli du stratifié. Avec des empilements de bandes UD, cependant, il est commun d'avoir des plis à 45° intercalés pour que la différence d'angle soit plus petite. « Le mécanisme de chauffage par courants de Foucault est affecté car ces directions ne sont pas perpendiculaires, ajoute Maarten Labordus, chef R&D chez KVE. « Il n'y a aussi pas de croisement de fibres distinct entre les plis, ils sont juste empilés. Ainsi, vous avez besoin de plus de puissance pour induire le courant comparé aux stratifiés tissu. »

Cependant, ajouter plus de puissance ne rend pas la gestion du processus de soudage plus facile. Équilibrer puissance électrique et température à la ligne de soudage n'est pas direct car le processus de soudage par induction change non seulement avec la séquence d'empilement mais aussi avec l'épaisseur du stratifié et la géométrie de la pièce. « Donc nous regardons les paramètres de processus et comment la chaleur est générée dans les matériaux », dit Sebastiaan Wijskamp, directeur technique du TPRC. « Nous voulons avoir des lignes directrices et outils de conception pour prédire la performance de soudage à l'avance. Si vous voulez passer du tissu à l'UD, comment pouvez-vous le faire rapidement sans passer par un processus essai-erreur ? Idéalement, des simulations basées sur les propriétés de conductivité électrique et thermique des fibres et polymères, même pour un certain empilement, et aussi en tenant compte de la géométrie de la pièce, permettraient de concevoir votre processus de soudage par pièce. Nous menons une recherche collaborative avec KVE et Michel van Tooren au Centre McNair pour développer la compréhension fondamentale pour ces lignes directrices et outils. »

« Nous quantifions tous ces facteurs — UD vs tissu, séquence d'empilement, zones de plus de résine et moins de résine — et établissons leur relation, puis nous réinjectons cela dans le modèle général de soudage », explique Labordus. Les zones à haute teneur en résine agissent comme isolant, retardant la chaleur, tandis que les zones où la teneur en résine est plus faible (et teneur fibres plus élevée) facilitent le chauffage. « Au début, nous étions à 40 % de nos prédictions de soudage avec UD, mais maintenant nous sommes dans les 10 % et approchons nos niveaux de haute précision pour tissu CF/PPS », ajoute Labordus.

Van Tooren est aussi proche de pouvoir prédire la performance de soudage par induction pour stratifiés UD. « D'ici fin 2018, nous aurons un outil de simulation qui fonctionne pour géométries relativement simples, aidant à identifier la forme de bobine, puissance, vitesse robot et profil de chauffage nécessaires pour une application donnée. » Cette capacité de prédiction est développée en parallèle avec tests physiques pour soutenir l'utilisation de composants TPC soudés dans structures primaires plus grandes pour futurs avions. Le labo de Van Tooren est partenaire de recherche avec KVE et un de quatre sites — avec l'installation KVE à La Haye, le Centre Aérospatial Néerlandais (NLR, Amsterdam) et le Centre de Recherche Composites Thermoplastiques (TPRC, Enschede, Pays-Bas) — qui a installé une configuration standardisée de soudage par induction développée par KVE pour soutenir la qualification de processus chez OEM et fournisseurs Tier 1.

Bobines d'induction sur mesure

Une approche alternative de soudage par induction a été utilisée par Composite Integrity (Porcelette, France) pour développer le processus de « soudage par induction dynamique » utilisé pour assembler longerons bande UD CF/PEKK et peaux fuselage dans le projet de démonstration structure TP Arches de STELIA Aerospace (Toulouse, France), dévoilé au Salon du Bourget 2017. Composite Integrity est la division composites au sein de l'Institut de Soudure (IS Groupe, Villepinte, France). « Nous puisons dans plus de 100 ans d'expérience IS Groupe en soudage métallique pour concevoir et construire nos propres bobines d'induction optimisées pour chaque matériau, épaisseur et forme de pièce, incluant bobines spécifiques pour tissu tissé, tissu non-crimpé et UD », explique Jérôme Raynal, responsable développement commercial de Composite Integrity. « Le problème majeur avec l'UD est qu'il n'y a pas de nœuds de soudage pour générer le courant d'induction, donc nous avons besoin d'une bobine spécifique — dans ce cas, une multi-bobine. »

Fondée comme Pôle de Plasturgie de l'Est (PPE) il y a 25 ans, Composite Integrity est un leader en moulage par transfert de résine (RTM) et structures aéronautiques en résine époxy infusée avec entreprises aérospatiales françaises. Incorporée dans le IS Groupe en 2016, elle a travaillé avec Aviacomp (Launaguet, France) pour développer la technologie de co-consolidation par soudage utilisée dans les portes d'accès carburant TPC pour l'avion Airbus A350. « Des composants résistifs sur la surface des pièces composites intérieures et extérieures moulées mettent la chaleur dans la ligne de soudage », dit Raynal.

Composite Integrity a commencé le travail sur le projet STELIA Arches TP en 2015, permettant le soudage par induction de pièces courbées de taille fuselage. Le processus est décrit comme « dynamique » car le robot soude les longerons sur la longueur du fuselage et accommode des formes 3D, incluant mouvement en direction z pendant le soudage. « Les longerons et la peau dans le démonstrateur STELIA ont tous deux un changement d'épaisseur », explique Raynal. Un rail en aluminium sert de gabarit de fixation pour empêcher le mouvement du longeron sur la peau pendant le soudage. Pour le démonstrateur, la pression était appliquée via deux rouleaux dans la tête de soudage. Ceux-ci siègent au-dessus de la bobine. Pendant le soudage, les rouleaux courent le long du longeron, à côté du rail de fixation pendant que la bobine parcourt la ligne de soudage.

« Nous avons maintenant développé une nouvelle tête de soudage en instance de brevet, qui utilise un seul rouleau et augmente les propriétés mécaniques de la ligne de soudage », note Raynal. « Nous avons aussi un dispositif de refroidissement soufflant de l'air sur la surface de soudage sous pression pour être sûr que nous sommes en dessous de la température de cristallisation, donc pas de risque de décompactage une fois la pression relâchée. »

La disposition pour le refroidissement affecte aussi la cristallinité de la matrice thermoplastique à la ligne de soudage. « Nous testons pour mesurer que la cristallinité rencontre les standards aérospatiaux et établissons les paramètres correspondants pour le processus de soudage », explique Raynal. La vitesse est aussi un facteur. « Pour le démonstrateur, la vitesse était 2 m/min, mais notre cible maintenant est 5 m/min », dit-il. « Gérer le refroidissement et la cristallinité de PEEK et PEKK sont plus compliqués, ce qui affecte la vitesse globale de soudage, mais nous avons de bons résultats avec les deux, en utilisant des organo-feuilles qualifiées par Airbus. » L'épaisseur maximale de pièces soudées jusqu'ici est 5 mm. « Nous avons démontré cela, qui est environ l'épaisseur qu'on aurait dans des composants structurels », observe Raynal. « Pour STELIA, nous avons utilisé la fibre de carbone comme conducteur sans métal dans l'interface, mais maintenant nous développons la technologie pour souder n'importe quelle fibre — fibre de verre, par exemple — sans maille métallique non plus. Nous n'ajoutons pas de matériau à l'interface mais pouvons souder UD à tissé et UD à UD, sans problème », revendique-t-il.

Soudage ultrasonique

La troisième technique la plus courante, le soudage ultrasonique, est une autre technologie avec laquelle GKN Fokker a une expérience significative. Le processus utilise un sonotrode pour générer des vibrations haute fréquence (20-40 kHz) qui causent chaleur par friction et fusion aux surfaces de soudage.

« C'est bon pour les soudures par points », dit Offringa, notant que pour avions Gulfstream, « Nous avons utilisé le soudage ultrasonique pour assembler plus de 50 000 pièces TPC moulées par injection à des panneaux de plancher. C'est très rapide et hautement automatisé, mais c'est une soudure par point, à un seul endroit. » Pourtant, il voit du potentiel pour cette méthode dans la production d'un fuselage intégré, comme proposé dans le démonstrateur Fuselage Multifonctionnel du programme Clean Sky 2. « Les fixations de fuselage sont souvent collées, rivetées ou boulonnées aux structures de fuselage composites thermodurcissables actuelles », observe Offringa. « Avec le soudage ultrasonique, vous pouvez obtenir une très bonne connexion avec les fixations, qui sont souvent thermoplastiques non renforcées. »

Le soudage ultrasonique est utilisé avec les plastiques depuis plusieurs décennies, typiquement avec des directeurs d'énergie à l'interface de soudage. Ces crêtes triangulaires ou rectangulaires de résine pure, moulées dans les surfaces à souder, augmentent la génération de chaleur locale. Cependant, Irene Fernandez Villegas à l'Université de Technologie de Delft (TU Delft, Delft, Pays-Bas) a montré que des films thermoplastiques non renforcés de 0,08 mm d'épaisseur peuvent être utilisés à leur place. « Elle travaille à développer le soudage ultrasonique continu », dit Offringa, et ce travail continue dans Clean Sky 2.

Dans son article 2016 « Smart ultrasonic welding of thermoplastic composites », Villegas affirme qu'il est possible de passer à l'échelle le processus de soudage ultrasonique via soudage séquentiel — c'est-à-dire, laisser une ligne continue de soudures par points adjacentes servir le même but qu'un cordon de soudage continu. Le soudage par points séquentiel à l'échelle labo a été utilisé dans le panneau structure aéronautique TPC du démonstrateur EcoDesign Clean Sky, utilisant des directeurs d'énergie plats pour souder une charnière CF/PEEK et clips CF/PEKK à des cadres en C CF/PEEK. Des comparaisons expérimentales avec joints fixés mécaniquement en tests cisaillement double et arrachement ont montré des promesses. Le processus est exploré plus loin dans des articles 2018 par Tian Zhao, membre de l'équipe TU Delft de Villegas.

Kupke rapporte que DLR ZLP travaille aussi sur le soudage ultrasonique continu robotique. « Le soudage par points est l'état de l'art actuel, mais le nôtre est vraiment continu », dit-il. « Nous optimisons le processus sur un banc de test d'environ 1 m, effectuant des études paramétriques avec différents matériaux et configurations. Bien que la machine de soudage et le contrôle numérique soient conçus pour un manipulateur robot, nous explorons encore comment affiner la tête et quelle vitesse et énergie marchent le mieux pour chaque matériau et épaisseur de stratifié. Notre objectif est de montrer qu'on pourrait faire du soudage très long, comme les joints d'un fuselage. »

Soudage laser

Bien que le soudage par transmission laser ait été discuté dans la revue 2004 de Yousefpour sur les technologies de soudage TPC, il a depuis été significativement avancé par Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH, Hanovre, Allemagne). Dans ce processus, la lumière laser est d'abord passée à travers une pièce transparente ou partiellement transparente dans le domaine spectral proche infrarouge (ex: thermoplastique non renforcé ou TPC fibre de verre). La lumière est ensuite absorbée par la fibre de carbone ou additifs conducteurs dans une seconde pièce adjacente, transformant l'énergie laser en chaleur, qui crée le soudage entre les deux matériaux.

Offringa chez GKN Fokker souligne que de nombreuses fixations d'avion moulées par injection sont transparentes au laser. Il voit un grand potentiel pour utiliser le soudage laser pour assembler ces fixations à des structures fuselage CFRP sans trous, poussière ni fixations. Bien que le type de renfort et l'épaisseur du stratifié affectent le soudage, LZH a démontré de bons résultats avec stratifiés PPS et polyétherimide (PEI) renforcés fibres de verre et carbone dans le projet Laser Transmission Welding of Thermoplastic Composite Structures (LaWoCS, 2010-2013), qui incluait aussi KVE, TenCate Advanced Composites (Nijverdal, Pays-Bas), Unitech Aerospace (Yeovil, UK) et Element Materials Technology (Hitchin, UK). LZH a breveté cette technologie et a été finaliste du Prix Innovation JEC World 2018 dans la catégorie applications aérospatiales pour « Panneaux de raidissement thermoplastiques modulaires » où une grille de raidissement CFRTP estampée est soudée laser à une peau composite. Partenaires du projet incluaient les entreprises allemandes Fraunhofer ICT (Pfinztal), Airbus Operations (Hambourg), ElringKlinger (Dettingen an der Erms) et KMS Automation (Schramberg), ainsi que TenCate.

Soudage par conduction

Après avoir industrialisé le soudage par induction, GKN Fokker a développé le soudage par conduction. « C'est une nouvelle technologie », dit Offringa. « Une sorte de fer chaud est utilisé pour conduire la chaleur à travers au moins une des pièces à assembler. Comme le soudage par résistance, le temps de processus est indépendant de la longueur de soudage — donc que la jonction soit d'un demi-mètre ou 10 m, le temps de processus est le même pour les deux. » C'est parce que les deux techniques utilisent l'électricité pour fournir la chaleur le long de la longueur en quelques secondes. Le panneau fuselage orthogrid TPC exposé au JEC 2014 comportait du soudage par conduction. « Les cadres étaient soudés en une seconde étape utilisant un robot avec effecteur de bout de soudage », dit Offringa. « Le panneau fuselage était courbé et les cadres assez courts. Cependant, cette méthode pourrait bien marcher pour souder des longerons de 6-10 m de long à des peaux de fuselage. »

Contrôle de processus en ligne et au-delà

Une étape clé dans la maturation du soudage TPC pour structures de fuselage est la capacité de surveiller et gérer le processus in situ. « Actuellement, notre processus de soudage par induction est préconfiguré », dit van Engelen chez KVE. « Nous utilisons des thermocouples dans la ligne de soudage pour calibrer le processus. Mais nous préférons mesurer la température dans le soudage et réinjecter ça pour gérer la puissance à la bobine. »

« Nos processus de soudage sont numériquement contrôlés et toutes les données de processus sont stockées », dit Offringa chez GKN Fokker, « mais nous nous dirigeons vers un contrôle de processus en ligne, basé sur mesure de température en temps réel. » Il croit que c'est possible pour induction et résistance dans quelques années, tandis que le soudage ultrasonique est déjà assez proche. Villegas à TU Delft affirme que la surveillance in situ du soudage ultrasonique séquentiel est possible basée sur les courbes de puissance et déplacement fournies par la machine de soudage, qui permettent de définir rapidement les paramètres de traitement optimaux.

En plus du contrôle de processus, KVE travaille aussi sur l'inspection en ligne. « Si le soudage montre un problème, on revient juste en arrière et on resoude », dit van Engelen.

« C'est pour ça que les composites thermoplastiques sont si bons », note Raynal chez Composite Integrity. « Le resoudage ne leur fait pas mal. Nous avons une technologie spécifique pour souder et désouder avec le soudage par résistance pour désassembler en injectant le courant. » Sa société développe aussi l'inspection en ligne. « Nous aurons une cellule thermographique juste après la tête de soudage par induction et vérifierons le soudage par thermographie en direct », dit Raynal. Van Tooren poursuit aussi la surveillance et inspection in situ, mais avec capteurs à fibre optique, incluant le système ODiSI de Luna (Roanoke, VA, États-Unis), qui fournit plus de 1 000 points capteurs par mètre.

TPRC et van Tooren ont chacun des projets en cours pour développer le contrôle de processus en ligne pour le soudage par induction de grandes structures courbées et épaisseurs variables, incluant accumulations de plis et réductions dans les longerons. Van Tooren développe aussi le soudage par induction sous sac vide. « Ça devient comme un outillage souple pour la compression des deux surfaces soudées », dit-il, et vise actuellement des applications de réparation potentielles. La liste des développements futurs de KVE par van Engelen inclut aussi réparation TPC, soudage par induction TPC fibre de verre, applications non-aérospatiales et concentrateurs de flux. « Nous développons des matériaux réfléchissants pour concentrer le champ électromagnétique à la ligne de soudage », explique-t-il. « Vous voulez mettre l'énergie ici au lieu de la surface extérieure de la pièce. Avec ces concentrateurs de flux, vous dirigez l'énergie, similaire à comment vous dirigez la fibre où vous voulez, en utilisant le placement automatisé. »

« Nous développons encore toutes les technologies de soudage », résume Offringa, « et en explorons de nouvelles. Le plus important, nous ne pensons pas qu'il y a une seule technologie avec le plus de promesse, mais que chacune a sa place. »

Wijskamp note qu'avec les récents appels à propositions Clean Sky 2, il est devenu clair qu'Airbus veut utiliser des TPC soudés dans grandes structures aéronautiques. « Mais nous avons vu ça déjà dans nos 19 partenaires qui ont rejoint depuis 2009 », ajoute-t-il.

Van Tooren croit qu'un gros composant sans fixations, soudé, si ce n'est un fuselage complet, est à portée. « Préférablement sur le New Midsize Airplane de Boeing, mais définitivement le prochain avion. »