Dans le cadre d’un contrat de deux ans portant sur la conception et la fabrication de structures d’ailes (WiSDM) pour le laboratoire de recherche de l’armée de l’air, Continuous Composites a fabriqué une aile d’avion attritable à faible coût (LCAA = Low Cost Attritable Aircraft ). Réalisé à travers Lockheed Martin, le projet s’est concentré sur un nouveau paradigme de conception structurelle, lorsqu’il est associé à des matériaux et une fabrication correspondants.
Dans le but de réduire les coûts et les délais de réalisation des structures d’aéronefs attirants, Continuous Composites a utilisé sa technologie brevetée d’impression 3D à fibres continues (CF3D®) pour imprimer en 3D les longerons structurels en fibre de carbone de l’aile.
La performance structurelle a été démontrée lorsque le caisson d’aile terminé a été soumis à un test statique et a atteint 160 % de la charge limite de conception (DLL) avant que la peau de compression ne se déforme. Les longerons n’ont pas cédé.
Plusieurs technologies axées sur les nouveaux matériaux et les nouveaux processus de fabrication ont été utilisées dans le cadre du projet. Le CF3D® de Continuous Composites a notamment été utilisé pour l’impression des longerons, le moulage par injection de fibres longues pour les nervures, l’outillage de fabrication additive, le placement automatisé des fibres pour les peaux, l’autoperçage et l’assemblage robotisé.
L’ensemble final de l’aile a été livré à l’armée de l’air américaine pour subir des tests de charge statique. L’aile entièrement assemblée a été chargée à 160 % de la charge limite de conception. Aucun dommage mesuré ou visuel n’a été détecté sur les longerons imprimés en CF3D®. Les longerons en fibre de carbone imprimés ont atteint une fraction volumique de 60 % de fibres avec environ 1 à 2 % de vides.
« Le travail fructueux avec Continuous Composites et l’accent mis par l’AFRL sur CF3D® pour ce projet font non seulement progresser la nouvelle technologie d’impression 3D, mais offrent également la possibilité d’imprimer des composites de qualité aérospatiale dans les industries de haute performance », déclare John Scarcello, directeur principal de Lockheed Martin Skunk Works®. « Nous sommes conscients que ce procédé ouvre la voie à des applications plus larges, tant dans le domaine de la défense que dans le domaine commercial, et Lockheed Martin prévoit de faire partie de cet avenir de la fabrication avancée. »
Ray Fisher, directeur du programme du laboratoire de recherche de l’armée de l’air, a déclaré : « CF3D® est une technologie de fabrication innovante qui promet d’être à la fois peu coûteuse et agile pour répondre aux exigences en matière de taux de production et de réactivité pour réaliser des structures de cellules d’avion attirantes. Le succès de ce projet LCAA montre les grandes possibilités de la fabrication additive avec des solutions matérielles CF3D® personnalisées qui peuvent orienter les fibres structurelles de manière optimale. Il est particulièrement intéressant d’éviter les outillages coûteux dans la fabrication de pièces structurelles aérospatiales. J’attends avec impatience d’autres occasions d’incorporer le CF3D® dans des structures de plus en plus complexes et encore plus optimisées pour une production habilitante attritable. »
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