Construire les ailes de demain by National Composites CentreAeroExpo

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Le NCC a ouvert ses portes pour démontrer ce qu'il prétend être la capacité de fabrication de composites la plus avancée au monde. Sa dernière pièce maîtresse utilise des robots travaillant dans ce qu'elle appelle une cellule de dépôt à haute cadence qui peut déposer des couches de composite de 5 m de large et jusqu'à 20 m de long en un seul mouvement. Selon la CCN, la cellule va révolutionner la production des ailes d'avion, réduire le nombre de composants individuels et augmenter le taux de production.

Financées en partie par l'Institut de technologie aérospatiale en collaboration avec le Local Enterprise Partnership et la High Value Manufacturing Catapult, les technologies exposées font la démonstration d'un ambitieux programme d'investissement de 36,7 millions de livres sterling (iCAP) visant à fournir dix technologies numériques et des équipes d'ingénieurs spécialisés, travaillant tous sous un même toit pour construire un terrain d'essai unique pour l'industrie des composites.

Un des principaux projets iCAP est lié au programme "Wing of Tomorrow". Lancé par Airbus, ce partenariat implique un certain nombre de sociétés, dont Spirit AeroSystems et GKN. Maintenant que nous avons vu une démonstration de la façon dont tout cela est lié, quelle est la prochaine étape pour la CCN et les pièces produites seront-elles vraiment fabriquées ?

"Cela peut ressembler à une cellule à l'échelle industrielle, mais c'est en fait la première génération de cellules de dépôt à haut débit", commence le directeur de la technologie de la CCN, Enrique Garcia. "Quand nous avons commencé à réfléchir à la conception de la cellule, nous voulions qu'elle soit vraiment flexible. Bien que nous soyons concentrés sur la réalisation du programme de l'aile de demain, nous voulons nous assurer qu'au-delà de cela, nous avons la flexibilité et les possibilités de travailler dans d'autres secteurs également.

"Nous nous attendons à acquérir une énorme quantité de connaissances - tant sur les procédés de fabrication que sur les outils de conception et de simulation, mais je m'attends également à ce que tout équipementier aérospatial qui va plus loin dans cette technologie spécifie en fait une solution plus adaptée à ses besoins. La fabrication d'un couvercle d'aile, par exemple, ne nécessitera probablement pas autant de technologie "cloche et sifflet", c'est-à-dire la saisie et l'enregistrement des données que le CCN peut fournir. Au lieu de cela, il est peut-être possible de développer la prochaine génération d'effecteurs finaux (têtes) qui sont peut-être un peu plus performants. Nous développons principalement la technologie, et lorsqu'elle devra entrer en production, elle deviendra la deuxième génération de cellule de production. La CCN peut prendre ce genre de risques pour voir si nous pouvons la réaliser, la rendre viable et la rendre disponible sur le marché, et ensuite cibler essentiellement les moyens de minimiser les risques pour nos clients en investissant dans ce genre de technologie"

"Nous verrons", déclare Garcia. "Il y a également eu beaucoup de développement dans la construction d'ailes métalliques traditionnelles qui vont en fait concurrencer ce que nous développons ici. La liaison des différentes parties de l'aile est quelque chose qui restera, mais en ce qui concerne la façon dont les matériaux composites vont concurrencer leur homologue métallique traditionnel, nous espérons que les composites seront leur technologie de prédilection pour les ailes.

"Nous étudions également des solutions hors autoclave (OoA) - ce qui est la bonne chose à faire pour répondre aux demandes de très hauts taux de production, mais ce n'est peut-être pas la bonne technologie pour chaque programme d'avion. Peut-être faut-il utiliser les composites plus traditionnels et la façon dont ils ont été fabriqués jusqu'à présent pourrait s'avérer plus viable. L'aspect vraiment intéressant de tout cela est que nous sommes en train de développer quelque chose qui permettra d'obtenir des taux très élevés pour les avions de passagers à couloir unique. Nous offrons également la possibilité d'utiliser cette technologie au-delà des couloirs uniques en développant un autre type de technologie parmi laquelle choisir"

Je suis intéressé de savoir comment le travail du CNC contribue à permettre à l'industrie de devenir intelligente et connectée grâce à la mise en réseau des équipements et de stocker efficacement les données relatives aux processus de fabrication. La numérisation et l'automatisation sont-elles aussi des "arts sombres" dans la mesure où les clients ne comprennent pas toujours les gains et le retour sur investissement à long terme ?

"Si vous voulez vraiment profiter pleinement des composites, vous devez marier la conception et la fabrication dès le début. L'ingénierie numérique vise à démystifier et à ouvrir réellement l'utilisation des composites à un public plus large. Nous essayons de faire en sorte qu'à travers l'automatisation, nous obtenions la fiabilité et à travers l'ingénierie numérique, nous capturons les connaissances de ces personnes qui possèdent beaucoup d'expérience. Il s'agit de capturer ces données et de les traduire en outils que des personnes ayant beaucoup moins de connaissances en matière de composites peuvent rapidement utiliser.

"Nous voulons développer ces technologies et ces outils numériques qui vous permettent - sans être nécessairement un expert en composites - d'obtenir une réponse correcte à 80% et vous aurez probablement besoin de personnes comme les experts en composites pour ajuster ces 20% supplémentaires. Nous voulons faire en sorte que les composites puissent être utilisés plus facilement. Je pense que l'ingénierie numérique le fera pour nous. Grâce à l'utilisation de l'ingénierie numérique et des outils numériques, nous pourrons numériser toutes les connaissances, obtenir les réponses plus rapidement et être plus sûrs d'obtenir les bonnes réponses"

"Nous ne suggérons pas que l'automatisation complète de chaque pièce soit la bonne réponse, mais nous arrivons à un point où nous pouvons effectuer un contrôle en cours de fabrication - même s'il s'agit d'une mise en couche manuelle et que le taux de production est vraiment faible. Voyons s'il est possible de laminer - et même si ce n'est pas le cas - saisissons autant de données correctes que possible. Il est extrêmement important que nous parvenions à expliquer correctement ce que l'automatisation de la fabrication des composites peut réellement faire. Même lorsque l'automatisation n'a pas de sens sur le plan économique pour une entreprise technique, nous pouvons toujours utiliser la technologie numérique"

À l'issue du projet, Garcia dit qu'avec le recul, il est très satisfait de la façon dont la CCN a mûri en tant qu'organisation. L'établissement de ses processus et méthodes, le défi d'installer et de mettre en service dix pièces d'équipement en même temps, tout en produisant des pièces et en effectuant de la R&D pour ses clients n'est certainement pas une mince affaire.

"L'une des choses que j'apprécie vraiment dans mon travail à la CCN est l'enthousiasme des gens d'ici qui veulent repousser les limites", conclut-il. "La maturité de l'ensemble du processus et tout ce que nous avons appris est quelque chose que j'attendais probablement, mais pas à ce point. Ce qui m'a vraiment surpris, c'est l'efficacité avec laquelle nous avons acheté l'équipement et développé le programme de capacités.

"Néanmoins, il n'y a pas de temps pour se détendre. Le programme iCAP est en cours et nous sommes prêts - il faut maintenant passer aux actes. Nous devons maintenant tenir nos promesses. Nous avons le programme "Wing of Tomorrow" à gérer, et ce sera l'un de nos principaux résultats. Tout ce que nous avons fait jusqu'à présent, c'est préparer l'équipement et acquérir les connaissances nécessaires à son utilisation. C'est maintenant que commence la partie vraiment difficile !