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Un procédé cinq fois plus rapide pour les composites

DÉVELOPPEMENT Pour réaliser de petites pièces complexes, à contraintes mécaniques importantes, la société Carbone Forgé a mis au point un procédé de moulage rapide de pièces en composite carbone à fibres longues. Sa presse améliorée supprime quasiment le temps et l'énergie nécessaires au drapage en amont et à l'usinage en aval d'un moulage à l'autoclave.

Carbone Forgé, une PME de 9 salariés de la région lyonnaise, a développé un nouveau procédé de production rapide et totalement automatisée de pièces composites complexes. En partant des fichiers 3D, il arrive, par exemple, à fabriquer des ailerons de missiles pour le compte de MBDA (filiale d'EADS) en cinq fois moins de temps que ceux actuellement utilisés. « Si on fabrique le même aileron de missile avec la technologie de Carbone Forgé, il pèse 30 % moins lourd et coûte entre 30 à 40 % moins cher que l'actuel en aluminium », s'enthousiasme Gérard Saussereau, du département Ingénierie mécanique de MBDA.

 

Une orientation précise des fibres de carbone

 

Pour rendre possible de tels gains, la PME joue sur plusieurs paramètres dont un essentiel : la pression. La nouvelle machine opère à 250 bars ce qui permet de « cuire » plus vite les matériaux. « Avec les méthodes classiques, si l'on dépasse les 10 bars de pression, la matrice se trouve détériorée et la qualité de la pièce est dégradée. Nos moules généralement en acier trempé résolvent ce problème car leur design intègre des jeux fonctionnels permettant l'évacuation de l'air tout en restant parfaitement hermétiques à la résine », explique Nicolas Neuville, responsable conception et développement de la PME.

Autre avantage de la technique de Carbone Forgé : le temps de drapage est quasi nul. Les couches de fibres de carbone sont juste posées dans l'orientation voulue sur le moule. Après ajout de la résine thermodurcissante ou de la matrice thermoplastique, le tout part sous la presse. Simultanément au moulage, des opérations de poinçonnage, de découpe des contours et des structures creuses peuvent être réalisées. Il en ressort des pièces aux caractéristiques mécaniques proches de celles produites à l'autoclave pour un coût avoisinant celui de la fabrication par injection, qui ne peut utiliser que des fibres courtes.

Le procédé permet également d'assembler plusieurs sous-ensembles, qui gardent leur propre orientation de fibres et améliorent ainsi les performances mécaniques de la pièce finale. Des produits hybrides sont ainsi créés, intégrant des inserts métalliques ou couplant différents types de fibres. La technologie a déjà été utilisée par le fabricant d'équipements pour vélo, Look, pour certains de ses cadres, et par Duc Hélice pour l'aviation légère.

Prometteuse, la technologie a attiré des industriels de l'aéronautique et de la défense. Sous l'impulsion de MBDA, Carbone Forgé se retrouve au coeur d'un consortium baptisé Cristal, Carbone Forgé Improved Process for Technological Advanced Level, (5 industriels de l'aéronautique, 4 PME, 3 organismes de recherche). 5,4 millions d'euros ont été mis sur la table. Objectif ? Qu'en 2012 le procédé soit qualifié pour ce secteur très exigeant.

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