Paré au décollage : les portes de l'A350 avec un composant structurel primaire fabriqué en polymère Victrex

Le polymère VICTREX PEEK 90HMF40 dans les portes de la cabine de l'A350-900 améliore la qualité et réduit le poids et les coûts de 40 %

Paré au décollage : les portes de l'A350 avec un composant structurel primaire fabriqué en polymère Victrex

Le polymère VICTREX PEEK 90HMF40 dans les portes de la cabine de l'A350-900 améliore la qualité et réduit le poids et les coûts de 40 %

Airbus Helicopters a choisi un polymère haute performance renforcé par fibres de carbone à haut module pour remplacer l'aluminium dans une armature de la porte de son Airbus A350-900. Développé par Airbus Helicopters, le bracket désormais fabriquée en VICTREX™ PEEK 90HMF40 a été homologuée pour la production en série à des fins commerciales. Cette substitution réussie du métal a débouché sur une réduction de 40 pourcent du poids et des coûts. La solution polymère moulée par injection remplace le procédé de fabrication plus onéreux de brackets usinées à partir d'un bloc d'aluminium.

La structure polymère renforcée par fibres (FRP) de la porte de l'A350XWB fait appel à une enveloppe extérieure, associée à une structure de renfort sur la face intérieure. Une armature désormais fabriquée en thermoplastique VICTREX PEEK 90HMF40 fait la jonction par point entre l'enveloppe extérieure et la structure de renfort intérieure. Les deux composants forment une structure de renfort de type caisson afin d'exploiter au maximum le moment géométrique d'inertie.

Christian Wolf, Responsable Recherche et Technologie dans le domaine des portes aéronautiques, Airbus Helicopters, explique la fonction et l'importance du composant PEEK : « En cas de fonctionnement normal, c'est-à-dire de cabine pressurisée, ce joint par point réduit la déformation de l'enveloppe extérieure tout en préservant la qualité aérodynamique de la porte de l'appareil. Tous les composants qui constituent la porte sont sécurisés les uns avec les autres ; En cas de rupture d’un de ces composants à proximité du bracket, celui-ci pourra encaisser le transfert de charges structurelles et par voie de conséquence, les brackets font partie intégrante de la structure primaire de l'appareil. »

Substitution du métal : Le nouveau bracket réduit les coûts tout en améliorant la qualité
En faisant appel au polymère haute performance VICTREX PEEK 90HMF40 renforcé par fibre de carbone en remplacement de l'aluminium utilisé auparavant, Airbus Helicopters a réussi à fabriquer un composant équivalent et réunissant  toute une série d’avantages - le poids et les coûts de production ont respectivement baissé de 40 %. Par ailleurs, combiner le composant en PEEK, plutôt qu'un composant en aluminium, à un thermodurcissable facilite et optimise les opérations de perçage d’un composite renforcé de fibres de carbone (CFRP), en comparaison avec les résultats obtenus précédemment.

VICTREX PEEK 90HMF40 est un matériau spécifié par Airbus. Le thermoplastique résiste facilement à la condensation qui s'accumule constamment à l'intérieur des portes de l'appareil alors que l'aluminium en revanche a tendance à se corroder et nécessite un traitement de surface spécifique pour empêcher la corrosion. « Victrex a su fournir le matériau adéquat ainsi que l'expertise et la collaboration de ses experts en matériau pour mener à bien le développement et la qualification du composant. - Le savoir-faire accumulé lors de l'utilisation initiale du PEEK renforcé par fibres peut être transféré à d'autres composants et à d'autres domaines d'application où les exigences sont similaires », ajoute M. Wolf. 

Un leadership réaffirmé par de nouveaux développements et investissements
Dans l’aérospatiale, le processus « design and build », c’est-à-dire le développement en conformité avec des spécifications données, est une option envisageable pour la production de composants structurels. Au cours de ce processus, le concepteur bénéficie d'une liberté supplémentaire dans certains secteurs comme la sélection de matériaux. « 90HMF40 est un thermoplastique spécial à hautes performances. Ses propriétés permettent de l'utiliser pour les composants structurels porteurs tels que ceux utilisés pour la première fois dans l'Airbus A350-900, un appareil de transport aérien commercial. Cette première application devrait rapidement donner naissance à beaucoup d'autres », explique Uwe Marburger, Responsable du développement des activités aéronautiques chez Victrex. Cette multinationale dont le siège est situé au Royaume-Uni opère partout dans le monde et possède plus de 35 années d'expérience. Elle ne se cantonne pas à proposer des solutions basées sur les polyaryléthercétones (PAEK), mais se distingue également par sa sécurité d'approvisionnement et la qualité constante de ses produits.

En avril 2015, Victrex a inauguré sa troisième usine de production, renforçant encore son leadership en tant que premier fournisseur de PAEK, notamment de VICTREX PEEK. « Nous sommes également prêts à relever de nouveaux défis à l'avenir, ouverts aux partenariats dans les  « design and build ». applications nécessitant une nouvelle conception, un choix de matériaux afin d’aboutir au développement d’une fonction spécifique », poursuit M. Marburger avec confiance. Victrex a annoncé très récemment le lancement réussi de sa technologie de moulage hybride, offrant une excellente combinaison de robustesse et de liberté de conception, spécialement dans le développement de structures allégées.

Les concepteurs et fabricants aéronautiques tirent profit de l'utilisation du VICTREX PEEK 90HMF40. Ce polymère haute performance à fibres de carbone à haut module (HMF) est formulé à partir de polyaryléthercétone de la famille Victrex 90, principalement utilisé dans les composants moulés par injection à paroi ultra fine. Ce matériau fluide et facile à mettre en œuvre permet de fabriquer des composants d'une robustesse hors pair. Aucun autre grade standard ne peut rivaliser avec ses propriétés. Le 90HMF40 a par exemple une résistance à la fatigue jusqu'à 100 fois supérieure ainsi qu'une résistance spécifique et une rigidité jusqu'à 20 % supérieures à celle de l'aluminium 7075-T6 dans les mêmes conditions.