L’aérospatiale cherche progressivement de nouvelles façons de remplacer les métaux par des plastiques et les plastiques existants par des plastiques, des composites et des méthodes de fabrication encore meilleurs et modernes.
Traditionnellement, les structures d’avions ont été fabriquées à partir de métaux, et plus récemment à partir de composites. La fabrication des composites elle-même demande beaucoup de main-d’œuvre, mais les composites modernes peuvent offrir des performances supérieures aux métaux et aux plastiques.
Un partenariat aux Pays-Bas entre l’industrie et le milieu universitaire a travaillé sur la création de grandes structures aérospatiales en utilisant le placement de fibres robotisées, et ils ont jusqu’à présent produit un grand panneau de peau de fuselage, mesurant plus de 8 mètres de long.
Le projet, nommé « STUNNING », vise à utiliser des techniques de fabrication modernes pour créer une flotte d’avions de nouvelle génération avec un poids réduit (et des émissions réduites) tout en conservant la même résistance et la même durabilité que l’acier et l’aluminium dans leurs structures.
De plus, le projet réduira le temps total des activités de production et de maintenance associées aux structures aéronautiques.
Vous pouvez voir le composant, qui a été décrit comme la plus grande pièce en plastique singulière jamais réalisée pour un avion, dans l’image ci-dessous.
L’acronyme « STUNNING », au cas où vous vous poseriez la question, signifie « Smart mUlti-fuNctionNal and INtegrated thermoplastique fuselaGe ».
Le projet s’inscrit dans le cadre MFFD (Multifunctional Fuselage Demonstration) qui s’inscrit lui-même dans le programme européen Clean Sky 2. Comme vous pouvez le deviner d’après son nom, Clean Sky 2 se concentre sur le développement d’innovations pour réduire les émissions des avions.
Le partenariat travaillant sur STUNNING comprend Royal NLR, GKN Fokker, TU Delft et Diehl Group.
Ils ont créé leur panneau de peau de fuselage de 8,5 mètres de long (4 m de diamètre) avec leur machine de placement automatique des fibres, qui dépose les fibres pré-imprégnées de manière robotique, comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous. Lors de la mise en place des fibres, les fibres sont rapidement chauffées, permettant à la résine thermoplastique de se lier à la couche précédente. Les équipes optent pour la résine thermoplastique par opposition au thermodurcissable car le thermoplastique peut être réchauffé et reformé à plusieurs reprises, assurant une uniformité de collage.
Une fois la structure formée, elle est placée dans un autoclave pour égaliser un peu les choses et améliorer les performances de la structure dans son ensemble.
À terme, les sections seront assemblées pour former la plus grande section de fuselage, ce qui est l’objectif principal du projet MFFD, supervisé par Airbus.
« Au-delà de l’optimisation des économies de poids, les processus de production que nous développons prennent moins de temps, ce qui signifie moins d’énergie, et ces efficacités se traduiront à terme par des réductions de CO2 et de NOx », a déclaré Ralf Herrmann, Airframe Research & Technology Typique Fuselage chez Airbus Operations. GmbH.
« Un autre aspect important est qu’en utilisant un matériau thermoplastique, les composants en fin de vie peuvent être recyclés ».
Vous pouvez voir un dessin d’une plus grande section de canon de fuselage assemblé dans l’image ci-dessous.
« Il est nécessaire de supprimer la séparation artificielle des fonctions au stade de la préconception de l’avion et de prévoir un taux de production élevé de fabrication, d’assemblage et d’installation d’avions dès le départ », a déclaré Paolo Trinchieri, responsable de projet chez Clean Sky.
« Ce n’est pas seulement une question de matériaux thermoplastiques, mais aussi une question de savoir comment concevoir des systèmes plus efficaces afin d’augmenter la cadence des avions, de réduire les coûts et de réduire le poids des avions. C’est l’un des facteurs clés du projet Multifunctional Fuselage Demonstrator — concevoir de nouvelles solutions pour concevoir la structure du fuselage et mieux intégrer les systèmes et les éléments de la cabine ».
Le projet MFFD vise à avoir le baril final prêt d’ici la fin de 2022.
Vous pouvez en savoir plus sur le projet MFFD sur ce lien.
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