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L'industrie aéronautique est passée à l'utilisation de matériaux composites avancés en raison de leurs propriétés de légèreté, de résistance et de durabilité. Associée à une productivité et des performances accrues des avions, l'utilisation de ces matériaux avancés rend plus difficile la conception et la fabrication de structures et de composants d'avions rentables. Relever ces défis entraînera une réduction du poids et de la consommation de carburant, des cycles de fabrication plus courts et une efficacité énergétique accrue dans l'assemblage des avions.
De nos jours, de nombreuses pièces d'avions sont des composites imprimés en 3D. L'intégration de nanotubes de carbone (NTC) au cours du processus de fabrication des composants est très adaptée au flux de travail global. Les capteurs embarqués sont idéaux pour les composants ou procédures d'avion critiques et de grande valeur. Pour de tels composants, l'impression 3D peut fournir un moyen rentable de fabriquer et d'intégrer des ensembles de capteurs intégrés.
Les chercheurs soutenus par le projet DOMMINIO développent des capteurs embarqués qui permettent de surveiller en temps réel les aéronefs en vol. Les pièces imprimées en 3D incrustées de fibres CNT génèrent des données qui peuvent ensuite être utilisées pour surveiller la pièce. Cela pourrait réduire les coûts d'assemblage et limiter la nécessité d'utiliser de nombreux fils pour connecter les capteurs ensemble.
Meilleure maintenance prédictive
"Les capteurs sont conçus pour être fabriqués à partir de ces fibres, qui sont incroyablement légères par rapport aux matériaux existants et qui consomment également très peu d'énergie", déclare le Dr Moisés Zarzoso, assistant de recherche au partenaire du projet IMDEA Materials Institute, Espagne, dans un article de presse publié sur "3DPrint.com". "Ils sont également imprimables en 3D et, étant donné qu'il s'agit de fibres CNT, ils peuvent être facilement intégrés dans un composant fabriqué à partir de fibre de carbone traditionnelle, qui est un matériau très courant dans la production aéronautique."
Un aspect majeur du projet est l'utilisation de jumeaux numériques. Le Dr Zarzoso explique :« On les appelle des jumeaux numériques car ce sont des modèles numériques très précis qui sont mis à jour tout au long du cycle de vie, reproduisant en temps réel la partie ou le composant physique de l'avion. Grâce à son capteur intégré, la partie physique est capable de communiquer directement avec les ingénieurs au sol. Si, par exemple, vous aviez un impact en vol à partir de grêlons, les informations relatives à d'éventuels dommages à la pièce seraient enregistrées par ce capteur puis envoyées automatiquement à son jumeau numérique. informations, les simulations que nous développons permettront d'analyser le risque qu'un impact potentiel pourrait induire dans l'intégrité structurelle du composant, et de déterminer sa durée de vie restante."
Les capteurs d'avion imprimés en 3D peuvent aider à réduire les coûts de plusieurs manières. Celles-ci incluent des interruptions de maintenance plus précises, le signalement des problèmes avant qu'ils ne causent des retards de vol, ainsi que la vérification et l'analyse des composants.
Le projet DOMMINIO (Digital method for imprOved Manufacturing of next-generation MultIfuNctIOnal airframe parts) développe une nouvelle méthodologie numérique pour la conception, la fabrication et la certification de pièces de cellule multifonctionnelles et intelligentes. Il se termine en juin 2024. + Explorer plus loin
