Présenté lors du Salon international de l’aéronautique et de l’espace du Bourget, le projet HELUES illustre les avancées des solutions thermoplastiques appliquées à l’aéronautique, à travers un nouveau démonstrateur : un composant structurel de porte de secours. Ce démonstrateur est le fruit d’un travail collaboratif visant à révolutionner la fabrication des composants aéronautiques pour la prochaine génération d’avions avec des cadences de production élevée.
En 2018, Hexcel et Arkema ont signé une alliance stratégique pour développer des solutions composites thermoplastiques destinées au secteur aéronautique, combinant l’expertise de Hexcel en fibres de carbone et celle d’Arkema en PEKK. Lors du Salon du Bourget, Hexcel a mis en avant ses dernières avancées en matière de composites thermoplastiques en présentant un composant très innovant en PEKK/fibre de carbone développé dans le cadre du projet HELUES.
Comme la demande mondiale pour des procédés de fabrication d’avions plus efficaces et flexibles augmente, en particulier pour les avions monocouloirs, Hexcel et ses partenaires du projet HELUES aident les avionneurs à relever ces défis grâce à des nouveaux matériaux et des procédés innovants.
Arkema et Hexcel ouvrent la voie à un nouveau procédé de fabrication utilisant des thermoplastiques haute température
Au cœur de la technologie HELUES se trouve un procédé de formage et de surmoulage par injection en une seule étape, utilisant des rubans de fibres de carbone unidirectionnelles (UD) HexPly® imprégnés avec du PEKK Kepstan®, surmoulés par injection avec un compound PEKK Kepstan®. Cette approche intégrée permet la fabrication rapide d’un composant entièrement formé, structurellement complexe, incluant des nervures de renfort et des éléments fonctionnels, en moins de deux minutes.
La technologie des thermoplastiques offre trois avantages majeurs aux fabricants d’équipements (OEM) du secteur aéronautique :
- Des temps de cycle considérablement réduits, passant de plusieurs heures à quelques minutes, pour atteindre des objectifs de production allant jusqu’à 80 à 100 avions par mois,
- Une plus grande flexibilité de conception et un allègement des structures, grâce à la capacité des thermoplastiques à réaliser des formes complexes avec des éléments qui peuvent être soudés plutôt que fixés mécaniquement,
- Une durabilité et une recyclabilité accrues, les thermoplastiques pouvant être retraités et réutilisés.
Le démonstrateur HELUES remplace directement une structure de porte assemblée de manière traditionnelle par une pièce unique et intégrant de nombreuses fonctions, réduisant ainsi le nombre de composants et les étapes d’assemblage jusqu’à 90 %. Des essais préliminaires ont confirmé une excellente adhésion des matériaux entre les nervures surmoulées et les stratifiés thermoformés, ce qui démontre la validité des matériaux et des technologies utilisées pour des environnements aéronautiques exigeants.
Alors que le secteur de l’aviation commerciale se prépare à un avenir caractérisé par des hautes cadences avec des lignes de production et d’assemblage plus automatisées et économes en énergie, les thermoplastiques gagnent du terrain comme matériau de choix. En réduisant la dépendance aux autoclaves énergivores et en permettant des procédés de fabrication robotisés, des solutions comme illustrées par le démonstrateur HELUES démontrent comment l’innovation dans les composites peut allier performance et montée en cadence industrielle pour la prochaine génération d’avions.
Le projet HELUES, financé par le Centre aérospatial allemand (DLR) et soutenu par le ministère bavarois de l'Économie, réunit les partenaires suivants :
Airbus Helicopters Deutschland GmbH, Neue Materialien Bayreuth GmbH, Christian Karl Siebenwurst GmbH & Co. KG, et Incoe Corporation.
Solutions aérospatiales innovantes – Le projet HELUES
