Des cadres de hublots fabriqués en grande série grâce au procédé QSP du Carnot Cetim

11 2019
Les Carnot et les entreprises

Il est désormais possible de réaliser des pièces en composite pour le secteur de l'aéronautique à des cadences et des niveaux de coût compatibles avec la fabrication en série automobile : le Carnot Cetim a mis au point cinq démonstrateurs d’ensembles hublots et peau de fuselage en PEEK et fibres de carbone destinés à passer au banc d’essais dans le cadre du projet européen Sherloc. Les cadres de hublots sont produits via le procédé de thermoformage haute cadence Quilted Stratum Process (QSP) et collés à une peau de fuselage. L’avantage de ce procédé est la sortie de pièces "Net Shape" du thermoformage, c'est-à-dire sans nécessiter de parachèvement. Le cycle de production est ainsi nettement accéléré par rapport aux procédés classiques, au point qu’il est envisageable de fabriquer 40 000 pièces par an par ligne de production.

Démarré en 2015, le projet Sherloc, intégré au programme Clean Sky 2 est le plus important programme de recherche aéronautique jamais lancé à l'échelle européenne. Initialement, le programme Sherloc vise à développer l’utilisation du SHM (Strucural Health Monitoring) dans les structures aéronautiques composites afin d’en réduire les coûts de maintenance. Dans ce contexte, le Carnot Cetim a conçu et fabriqué des démonstrateurs de cadres de hublot en composite thermoplastique pour des avions régionaux afin de tester les capteurs SHM sur structures représentatives.

A partir d’un cahier des charges exprimé par l’Imperial College de Londres (Topic Manager), le Carnot Cetim et Compose Tools ont apporté une innovation significative dans la mise en oeuvre grande cadence des composites thermoplastiques par thermo-estampage : le net-shape sans surmoulage. Cette innovation fait l’objet d’un dépôt de brevet.
Une caractérisation mécanique approfondie du matériau a été réalisée en particulier sur le comportement au délaminage par rapport aux contraintes de la conception associée au procédé QSP.

« Le travail réalisé sur l’optimisation du procédé de fabrication robotisé permet d’obtenir un temps de cycle de fabrication extrêmement réduit : quelques minutes comparé à plus d’une heure en RTM actuellement utilisé pour la fabrication des cadres composites thermodurcissables. Le procédé QSP permet de réduire le taux de chute matière ce qui impacte au premier ordre le coût final de la pièce » précise Thomas Jollivet, Project coordinateur du projet Sherloc QSP au Cetim, en charge d’articuler les différentes phases du projet.