Soudure au laser : une avancée majeure dans la fabrication d'avions légers en fibres de carbone renforcées

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Des chercheurs européens ont récemment réussi à utiliser un laser au dioxyde de carbone pour souder deux moitiés d'une section de fuselage en fibre de carbone renforcée, ouvrant ainsi la voie à la création d'avions de passagers ultra-légers. Ce projet novateur, nommé « Multifunctional Fuselage Demonstrator » (MFFD) et mené par Airbus en collaboration avec plusieurs instituts Fraunhofer, a démontré la faisabilité d'assembler des structures en thermoplastique renforcé de fibres de carbone sans générer de copeaux. Cette avancée, réalisée dans le cadre du programme de recherche européen « Clean Sky 2 », a permis de réduire significativement le poids, les matériaux et le temps de construction des avions.

L'utilisation d'un laser CO2 a permis de souder de longues coutures sur des structures composites en fibre thermoplastique, éliminant ainsi le besoin d'éléments de fixation mécaniques et de joints rivetés conventionnels. Cette méthode inédite a abouti à la création d'une couture longitudinale entre les moitiés d'une section de fuselage de huit par quatre mètres, fabriquée en thermoplastiques renforcés de fibres de carbone. Le laser CO2, avec sa longueur d'onde spécifique, a joué un rôle crucial en offrant une absorption optique plus élevée que les lasers à fibre traditionnellement utilisés dans l'industrie du soudage.

L'équipe de l'Institut Fraunhofer pour la technologie des matériaux et des faisceaux à Dresde a développé le processus CONTIjoin, permettant d'assembler les coques du fuselage progressivement en superposant plusieurs bandes de laminé. Cette approche crée des joints de recouvrement qui rétablissent le flux de force du matériau composite entre les demi-coques, formant ainsi un joint fiable pour le transfert de charge. En parallèle, le module « ESL2-100 » développé à Dresde permet de surveiller et de contrôler de manière adaptative le processus de soudage en temps réel, ouvrant ainsi la voie à des applications potentielles dans l'industrie aéronautique, la construction navale, la construction de véhicules terrestres et le développement d'éoliennes modernes.

Les efforts futurs visent à élever le niveau de maturité technologique de cette approche pour une qualification dans l'industrie aéronautique et au-delà, soulignant ainsi le potentiel écologique et économique de cette technologie pour divers secteurs industriels.

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(Source de l'image: https://www.enerzine.com/le-laser-c...e-carbone/133568-2024-06?utm_content=cmp-true)

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