Matériaux composites : de haut vol !
La réduction de la masse est actuellement un défi majeur pour l'industrie aéronautique. L'amélioration des performances, la réduction de la consommation de carburant et des émissions peuvent offrir des avantages indéniables aux constructeurs sur un marché concurrentiel. Dans tous ces domaines, l'utilisation des matériaux composites ouvre des perspectives.La masse et l'équilibre d'un aéronef sont essentiels pour la sécurité des vols et représentent un défi important pour l'industrie aéronautique. L'amélioration des performances, la réduction de la consommation de carburant et la diminution des émissions offrent aux fabricants des avantages majeurs sur un marché concurrentiel, et l'utilisation de matériaux composites avancés offre des perspectives dans tous ces domaines.
Après avoir connu un ralentissement pendant de nombreuses années à la suite des attentats du 11 septembre et de la récession mondiale, l'industrie mondiale du transport aérien a connu une forte croissance au cours des trois ou quatre dernières années. Cependant, la hausse des prix du carburant, les conditions économiques moroses et la concurrence accrue sont des réalités qui ont un impact sur le potentiel de génération de revenus du secteur aérien mondial aujourd'hui.
L'un des moyens pour les fabricants de résoudre ces problèmes est de réduire la masse, ce qui diminue à la fois la consommation de carburant des avions et l'impact sur l'environnement. Cela a débouché sur une augmentation de 50 % de l'utilisation des matériaux composites dans la dernière génération d'avions commerciaux.
La puissance des matériaux composites
Les matériaux composites sont essentiellement une combinaison de deux ou plusieurs matériaux différents utilisés ensemble pour combiner leurs meilleures propriétés ou leur conférer un nouvel ensemble de caractéristiques qu'aucun des matériaux constitutifs ne pourrait atteindre seul. Ces technologies répondent à un large éventail de problèmes, tels que la réduction du poids des pièces métalliques existantes, la prévention de la corrosion et l'élimination du bruit et des vibrations.
Les matériaux composites sont essentiels pour l'industrie aéronautique car ils offrent une résistance structurelle égale ou supérieure à celle des composants métalliques, avec un moindre besoin de remplacement. Ces composants plus légers permettent d'améliorer le rendement énergétique et de réduire les coûts de réparation, en offrant des composants de résistance identique ou supérieure avec un poids réduit. On trouve généralement des fibres de carbone, de verre et de Kevlar (aramide) dans les composants structurels des avions, ainsi que des composites à matrice céramique utilisés dans les composants de freinage, de combustion et d'échappement.
Les composites permettent généralement de réduire le poids total de la structure de 20 à 50 %, ce qui améliore la consommation de carburant. Ils permettent également de réduire les coûts d'assemblage des composants car ils nécessitent très peu de fixations, de boulons, etc. et, dans certains cas, ils permettent de regrouper plusieurs composants métalliques en un seul élément composite.
Cependant, l'utilisation de matériaux composites présente plusieurs défis pour les avionneurs. Comme l'usinage des métaux, les composites ont des exigences de fabrication uniques qui doivent être respectées pour garantir la conformité des pièces. Cette évolution, ainsi que les processus d'automatisation avancés permettant de réduire les coûts de fabrication, sont en constante évolution. Dans la plupart des cas, seuls les industriels spécialisés peuvent fabriquer des matériaux composites, car ils peuvent investir dans des technologies de pointe spécifiques à ces matériaux et soutenir des cadences de construction d'aéronefs en constante augmentation.
Envolez-vous vers l'excellence avec Seco
L'offre Seco se compose principalement de fraises en carbure revêtues de diamant. Ces outils permettent d'obtenir un très bon état de surface tout en maintenant une vitesse et une avance très élevées. Seco propose également des arêtes de coupe brasées PCD (Poly-Crystalline-Diamond), optimisées pour les conditions de coupe difficiles avec des matériaux exigeants.
Les problèmes les plus courants lors du perçage des matériaux composites sont la délamination, l'écaillage et un mauvais état de surface. En recourant à des géométries de pointe optimisées, la qualité du trou est améliorée et garantie, tandis que le revêtement diamant ou PCD permet d'obtenir des données de coupe compétitives et de prolonger la durée de vie de l'outil. Seco a récemment lancé deux nouveaux outils en standard pour les matériaux hybrides : la JC898 et la JC899.
La fraise d'ébauche, JC898, est un outil à grande avance avec un canal d'arrosage par le centre pour éliminer l'excès de matière à l'aide d'air comprimé. L'outil de finition, JC899, a une conception brevetée à double géométrie et effectue un cycle d'interpolation circulaire pour la finition des pièces.
Pour ce qui est de l'avenir, il est évident que l'industrie aéronautique continuera à exiger des avions plus légers et plus efficaces.
À terme, nous verrons peut-être des avions entièrement construits en matériaux composites plutôt qu'en métal, mais pour l'instant, ils sont encore composés d'une partie métallique et d'une autre en matériaux composites. À court terme, nous assisterons probablement au développement de processus et d'applications pour l'utilisation de matériaux recyclés et à l'optimisation continue des matériaux pour réduire les coûts de fabrication, car les matériaux composites sont encore coûteux à produire.
