{{{sourceTextContent.title}}}

L'avantage, c'est qu'il faut insister sur l'importance

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Dans cet article, Aerospace Manufacturing entend comment une technique de pressage connue sous le nom de HFQ (Hot Form Quench) contribue à façonner l'avenir de l'aluminium dans le secteur aéronautique.

{{{sourceTextContent.description}}}

L'aluminium est de plus en plus mis au défi par des matériaux alternatifs comme la fibre de carbone, alors que les fabricants s'efforcent de réduire le poids, le temps de production et les coûts des avions pour atteindre les objectifs de performance des équipementiers.

Cependant, une nouvelle méthode de fabrication permettant de produire des pièces d'aluminium complexes à haute résistance mécanique - avec la possibilité de réduire davantage la masse des structures en aluminium pressé conventionnel - est maintenant disponible.

Impression Technologies Limited (ITL) a été créée en 2012 pour mettre sur le marché un procédé développé à l'Imperial College de Londres, appelé Hot Form Quench (HFQ). Le procédé est décrit dans la figure 1, dans laquelle une ébauche d'aluminium façonnée est chauffée à sa température de solutionnement (généralement de l'ordre de 500-550°C) avant d'être pressée et rapidement refroidie pendant qu'elle se trouve dans l'outil. La pièce maintenant formée peut être soumise à un traitement thermique supplémentaire qui garantit que le matériau atteint sa pleine résistance.

Les pièces en aluminium fabriquées à l'aide de HFQ pour des applications structurales pourraient offrir des réductions de poids allant jusqu'à 20 % par rapport aux pièces en aluminium moins résistantes formées à froid. De plus, la formabilité accrue du matériau à cette température signifie que les pièces peuvent être embouties en une seule opération, ce qui réduit le besoin de renforts ; l'élimination des opérations de formage secondaire entraîne également une réduction des coûts d'outillage.

Alistair Foster, directeur des innovations d'ITL, explique que " cette technique se caractérise essentiellement par le fait qu'elle combine en une seule opération de formage des procédés mécaniques et de traitement thermique : " En termes plus techniques, explique-t-il, cela est obtenu par le fait que la température du matériau est augmentée jusqu'à atteindre le niveau correspondant du " traitement thermique en solution ". Les éléments d'alliage forment une solution à l'intérieur du matériau et restent en solution même après que le processus de trempe dans l'outillage a permis d'obtenir initialement une "température W qui va naturellement vieillir à l'état T4 ou qui peut être artificiellement vieillie à un état alternatif, tel que T6" - ce dernier état étant le plus fort possible pour le matériau.

L'ébauche est maintenue in situ pour permettre la trempe de la pièce formée. En trempant la pièce de cette manière et en la combinant avec un processus de durcissement optimisé, la microstructure de l'aluminium est stabilisée et offre une combinaison inégalée de résistance, de formabilité et de productivité.

Contrôle dimensionnel

La technologie HFQ élimine virtuellement le " retour élastique ", aussi connu sous le nom de " récupération élastique ", comparativement aux techniques de formage à froid de l'aluminium. John Sellors, directeur de l'ingénierie des applications chez ITL, indique que cela a des implications importantes pour le contrôle dimensionnel pendant les opérations d'assemblage et que les OEMs ont indiqué que cela les intéresse.

"Dans le cas de l'aluminium haute résistance formé à froid, le retour élastique peut poser problème, mais dans le cas de l'aluminium haute résistance, il est réduit à presque zéro ", explique-t-il.

Récemment, ITL a annoncé dans un communiqué de presse sa collaboration au projet Future Advance Nacelle Technologies and Structural Integration Concepts (FANTASTIC), dirigé par Bombardier et soutenu par le programme britannique Aerospace R&T, un partenariat entre Aerospace Technology Institute (ATI), Department for Business, Energy and Industrial Strategy (BEIS) et Innovate UK. Le projet FANTASTIC vise à permettre la conception et la livraison de composants HFQ de haute résistance, haute précision, légers et légers en aluminium approuvé aérodynamique à un coût moindre que les procédés existants.

Dans un autre développement, Novelis Inc. a annoncé qu'elle avait conclu un partenariat avec ITL afin d'explorer des moyens novateurs d'accroître l'adoption de l'aluminium par le procédé de formage à chaud.

À l'heure actuelle, ITL a des demandes de renseignements de la part d'un certain nombre d'entreprises aérospatiales pour des applications telles que des composants de sièges, des nervures d'ailes, des volets d'ailes, des revêtements de lèvres d'entrée du moteur et des lamelles de bord d'attaque.

Sous quelque forme que ce soit

La technologie HFQ a la capacité de résoudre bon nombre des problèmes de formage et d'assemblage causés par d'autres technologies de formage comme le formage à froid et le formage de super plastique. ITL offre aux fournisseurs de composants aérospatiaux la possibilité d'installer la technologie de fabrication HFQ au sein de leur propre organisation en devenant licencié, ce qui leur donne en outre accès à une multitude de services de soutien pour les aider à concevoir et fabriquer des composants HFQ Technology.

Ces services comprennent : Design & Simulation - l'équipe d'experts ITL aide les entreprises à maximiser les avantages d'une réduction de masse rentable pour la fabrication de panneaux complexes en aluminium HFQ haute résistance ; Développement - basé sur le savoir-faire de l'équipe ITL, qui peut réduire le nombre d'outils de presse requis pour produire une pièce avec une réduction significative des investissements requis ; Prototypage - sur le site d'ITL Coventry, au Royaume-Uni, il est entièrement équipé pour réaliser en interne le prototypage et les séries de production afin de soutenir les clients de HFQ Technology ; Outillage - bénéficie du prototype interne et des installations d'essai de l'outillage de production, avec l'aide de son savoir-faire expert dans l'équipe ; Formation - ITL propose des formations sur mesure couvrant chaque aspect du cycle de vie des produits, de la conception à la production.

ITL affirme qu'elle développera continuellement la technologie HFQ pour s'assurer que les avantages de cette technologie passionnante sont maximisés pour une exploitation future.