Nouveaux matériaux thermoplastiques de pointe pour le secteur aérospatial

Nouveaux matériaux thermoplastiques de pointe pour le secteur aérospatial

Crédit : Université Carlos III de Madrid

L’Université Carlos III de Madrid (UC3M) coordonne le projet HITCOMP (High Temperature Characterization and Modeling of Thermoplastic Composites) dans le cadre du programme Horizon 2020, qui vise à étudier les avantages possibles des matériaux thermoplastiques dans l’industrie aérospatiale.

Le secteur aérospatial européen utilise généralement des composites plastiques thermodurcissables à faible poids et hautes performances, également connus sous le nom de composites à base de résine époxy, dans de nombreuses applications. Cependant, ces matériaux ne sont pas aussi résistants à la chaleur que d’autres composants métalliques d’avions, ce qui peut compromettre la sécurité dans des situations où des températures extrêmes sont atteintes. Afin d’améliorer le comportement actuel des composites thermodurcissables face aux dommages causés par la chaleur, l’équipe de recherche HITCOMP a proposé une alternative : l’utilisation de nouveaux matériaux thermoplastiques à base de résines PAEK.

Lors du développement du projet HITCOMP, les composants à base de thermoplastique se sont révélés plus performants, du point de vue de leurs propriétés thermiques, que les composites thermodurcissables. Une propriété connue qui les rend très utiles est qu’ils peuvent être refondus, remodelés, traités et recyclés, sans nécessiter de processus de durcissement supplémentaire pour durcir et durcir. De plus, ce sont des matériaux plus polyvalents, moins chers et plus respectueux de l’environnement que les composites thermodurcissables conventionnels et ont une durée de vie plus longue, grâce à leur grande résilience (ils peuvent être recyclés ou réparés plus facilement) et leur résistance à la fatigue (usure) et à la corrosion. . L’introduction de ces matériaux signifierait avoir des avions plus sûrs et plus légers qui consomment moins de carburant, amélioreraient l’efficacité énergétique et réduiraient leurs émissions.






Crédit : Université Carlos III de Madrid

Pour tirer le meilleur parti des thermoplastiques dans l’industrie aérospatiale, en raison de leur capacité à fondre et à se déformer lorsqu’ils sont surchauffés, il est nécessaire de déterminer leur comportement lorsqu’ils sont soumis à la chaleur, au feu et aux charges mécaniques. Le projet HITCOMP a développé un laboratoire d’essais avec de nouvelles techniques de thermographie infrarouge (IR) afin d’obtenir des mesures précises et non intrusives de la température réelle des matériaux lors des essais au feu. L’objectif ultime est de réaliser des tests virtuels sur les thermoplastiques et de comparer leurs performances dans des applications réelles avec celles des composites thermodurcissables conventionnels.

“Le secteur aérospatial est en train de passer à un avion plus électrique. Cela implique plus de chaleur et éventuellement de sources d’incendie, ce qui augmente l’effet de chauffage sur la structure”, explique Fernando López, chercheur principal et coordinateur du projet HITCOMP, du département UC3M de La physique. « Dans ce contexte, notre projet vise à mettre en place une méthodologie innovante qui permette une caractérisation des thermoplastiques moins gourmande en ressources et améliore la prédiction de leur comportement et de leur résistance face aux sollicitations mécaniques ou au feu et aux hautes températures.

Les mesures obtenues par thermographie infrarouge permettent de réaliser des simulations informatiques, qui virtualisent les essais pour sélectionner ce type de matériau dans l’industrie aéronautique. Sa mise en œuvre devrait “réduire considérablement le nombre de tests de validation, qui sont obligatoires et augmentent considérablement le coût et retardent l’approbation de ce type de matériel dans l’industrie”. Les modèles et équipements IR ont déjà été transférés à la société Airbus afin qu’elle puisse étudier leur application industrielle.

Au cours du processus de recherche, l’équipe a également développé une nouvelle méthode, inspirée des résultats précédents du Laboratoire de capteurs, de détection à distance et d’imagerie infrarouge (LIR-InfraRed LAB) de l’UC3M, qui permet d’utiliser ces techniques d’imagerie infrarouge pour déterminer à distance la température propriétés de ces matériaux, sans contact.


Étude de la structure atomique des alliages d’aluminium pour la fabrication d’avions modernes


Fourni par l’Université Carlos III de Madrid

Citation: Nouveaux matériaux thermoplastiques de pointe pour le secteur aérospatial (6 avril 2022) récupéré le 6 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-cutting-edge-thermoplastic-materials-aerospace-sector.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation loyale à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.