Les nouveaux matériaux dans la construction aéronautique : prétraitement efficace avec plasma atmosphérique et à basse pression

Pour les avions, un changement fondamental a eu lieu pour les matériaux utilisés. Auparavant, les alliages d'aluminium étaient utilisés presque exclusivement pour le revêtement externe d'aéronef et les longerons. Aujourd'hui ces composants sont fabriqués principalement de plastique renforcé de fibre de carbone (CFRP)

Le revêtement par plasma permet non seulement de prolonger la durée de vie et la sécurité du produit, mais aussi de réduire considérablement les coûts.

Le traitement de surface avec plasma Openair® dans la construction aéronautique est un facteur innovant qui offre de nombreux avantages exceptionnels :

  • Le prétraitement plasma améliore la stabilité des composants en plastique renforcé de fibres de carbone.
  • Openair-Plasma® permet un traitement fiable et de haute qualité dans les activités de collage et de peinture en aval.
  • Openair-Plasma® permet pour la première fois un prétraitement plasma en ligne, sélectif et guidé par un robot, sur des pièces de grand format.

 

La première application industrielle de ces matériaux remonte à 2007, réalisée pour les modèles B787 de Boeing et de Dreamliner. Le PRFC a été amélioré depuis lors et aujourd’hui, pour ne citer qu’un exemple, l’Airbus A350WXB est composé de plus de 40% de matériaux en PRFC.

Protection anticorrosion stable à long terme assurée par la polymérisation au plasma : respectueuse de l’environnement, sans apprêt Cr6 toxique

Jusqu'à présent, les systèmes d'amorce contenant du chrome hexavalent (Cr6) (peintes plus tard) ont été utilisés pour assurer une protection optimale contre la corrosion dans la construction aéronautique, garantissant de longue durée de vie allant jusqu´à 30 ans.

Le procédé PlasmaPlus® remplace les apprêts Cr6 hautement toxiques par la polymérisation au plasma, un revêtement au plasma chimique sec et ciblé. L'énergie du plasma combinée avec le revêtement par plasma ultra-fin et uniforme augmente aussi la tension de la surface. Ainsi, les surfaces traitées sont parfaitement préparées pour la peinture et présentent des caractéristiques d'adhérence exceptionnelles stable à long terme.

Technologie plasma Aurora : Nettoyage des composants en composite de carbone avant peinture ou collage

Un exemple d’utilisation de la technologie plasma Aurora est le prétraitement des pales de turbine en fibre de carbone avant le collage structurel avec le moyeu métallique de la turbine. Cette combinaison de matériaux permet de construire des moteurs à turbine légers et silencieux.

 

L’un des avantages évidents du procédé plasma basse pression Aurora est la capacité du plasma à pénétrer dans les interstices et les fissures et la possibilité de traiter des géométries complexes sur tous les côtés. Le séquencement, l’intensité et la formulation de toutes les étapes du traitement sont clairement définis. Pendant le cycle de traitement, les gaz et fluides fonctionnels ionisables sont traités à l’intérieur de la chambre basse pression. La méthode est simple et facilement reproductible.

Composites haute technologie : Élimination des agents de démoulage grâce aux technologies Openair-Plasma® et Aurora Plasma

L’utilisation de plastiques renforcés de fibres offre des avantages considérables en termes de réduction de poids pour la construction d’aéronefs. Dans cette dimension, les plastiques renforcés de fibres, en particulier en fibres de carbone (PRFC) et en fibres de verre (GFRP), sont nettement plus stables que les structures métalliques.

La production des composants, principalement avec une grande surface, se fait en autoclave sous la forme d’une structure en couches de ce que l’on appelle des « préimprégnés ». Pour faciliter leur démoulage, l’adhérence au moule lui-même doit être étudiée. Des agents de démoulage à base de solvant comme Frekote® sont souvent utilisés. Les agents de démoulage de ce type ont l’inconvénient de laisser des résidus sur le composant lors du démoulage. Ceux-ci doivent être éliminés au cours d’étapes manuelles complexes.


Avantages des revêtements de démoulage au plasma :

  • Pas de nettoyage manuel élaboré augmentant les temps de cycle
  • Pas de contamination du moule et du composant
  • Pas d’agents de démoulage ni de nettoyants à base de solvants, réduction des COV
  • Qualité et structure des surfaces homogène et améliorée

La protection contre la corrosion à long terme pour les rivets en titane et en l'aluminium grâce à un traitement au plasma Openair®

Les rivets restent encore l'un des moyens les plus courants pour assembler les pièces d'avions. Ces éléments de fixation en titane ou en alliages d'aluminium sont soumis à des contraintes énormes dues à l'humidité élevée et des variations de température considérables. Un défi énorme pour les protéger contre la corrosion.

Le traitement des surfaces avec la technologie Openair-Plasma® est un moyen simple ici aussi de préparer les surfaces en utilisant le micronettoyage et l’activation de surface pour un revêtement anticorrosion optimal.

Prétraitement par plasma du Kevlar, de la fibre de verre, du carbone ou de l’UHMWPE pour la production de préimprégnés

Les matériaux (fibres) préimprégnés sont des produits semi-finis textiles utilisés pour produire des composants renforcés par fibres. Sous l’effet de la pression et de la température, plusieurs couches de préimprégnés sont fondues ensemble. Outre la disposition des préimprégnés, l’adhérence optimale de la fibre à la résine de réaction est essentielle pour la stabilité ultérieure du composant complet.

Prétraitement des tissus par plasma Aurora

Pour que le transfert de charge entre la fibre et la résine de la matrice soit efficace, la surface de la fibre doit être propre avant l’application de cette dernière. Le prétraitement du tissu fibreux par plasma Aurora permet d’obtenir une capacité de pénétration optimale.

Prétraitement des bandes de tissu dans la fabrication contractuelle

Plasmatreat propose des services de fabrication contractuelle (traitement à façon) par l’intermédiaire de sa filiale américaine pour le prétraitement des bandes de tissu avant leur transformation en préimprégnés. Dans cet objectif, un système spécial de plasma basse pression avec une largeur de traitement de 1,50 mètres emballage compris (rouleau à rouleau) est disponible.

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