PEEK - Matériaux - Automobile - Aéronautique Un potentiel d'allègement de 80 %

«Utiliser les polymères Victrex PEEK HMF à la place de l'acier ou des métaux légers permet de concevoir des pièces jusqu'à 80 % plus légères tout en conservant les mêmes caractéristiques de résistance mécanique et de rigidité», explique Stephen Dougherty, Strategic Marketing Manager chez Victrex, qui poursuit : «Par rapport à l'aluminium, l'allègement peut atteindre 40 %. Des réductions de poids de cette ampleur combinées à d’excellentes propriétés mécaniques ouvrent à un potentiel d’économies non-envisageables par le passé».

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Les grades HMF (high-modulus fibers) renforcés avec des fibres de carbone à haut module sont formulés à partir d’un polyaryléthercétone de la famille Victrex PEEK 90. L'industrie les utilise principalement pour le moulage par injection de pièces à parois très fines. Partout dans le monde, les constructeurs automobiles et aéronautiques sont confrontés au même défi technologique : réduire toujours plus la consommation de carburant et le poids de leurs produits. La seconde préoccupation est de comprimer les coûts de production tout en améliorant la sécurité et la fiabilité des modèles. Par conséquent, les développeurs sont à la recherche de matières plastiques hautes performances ayant déjà fait leurs preuves et offrant les mêmes garanties que les métaux traditionnels.

Trente années d’expérience

Les polymères Victrex PEEK non chargés ou renforcés avec des fibres de carbone ou de verre contribuent depuis une trentaine d'années à l'allègement des matériaux dans l’aéronautique et les équipements industriels. Parallèlement, les conditions d'exploitation se sont intensifiées à l'extrême et l’intégrité des matériaux est devenue cruciale. L’incorporation de fibres à haut-module dans les polymères Victrex PEEK procure la résistance et la rigidité nécessaire pour que les ingénieurs en conception puissent raisonnablement envisager la substitution des métaux tels que l'acier, l'aluminium, le titane, le laiton ou le magnésium dans les systèmes de fixation pour avions, les machines industrielles, ou équipements médicaux.

Exemple dans la construction aéronautique

Un exemple de calcul élémentaire pour illustrer le potentiel énorme dans la construction aéronautique : En remplaçant les brides de fixations, clips, colliers et autres structures secondaires aujourd’hui en aluminium par les polymères Victrex PEEK HMF, il est possible de faire baisser les coûts d’exploitation d'un avion sur toute sa durée de vie. Sur la base des prix actuels du carburant, un allégement de poids de 45 kilos représenterait pour une compagnie aérienne une économie annuelle de carburant pouvant aller jusqu’à 4.500$ par appareil. Les ingénieurs aéronautiques recherchent bien sûr des économies de carburant, mais ils accordent également une extrême importance à la précision et à la rapidité du montage des pièces et composants. Hors les polymères permettent de concevoir des pièces complexes facilitant l’intégration des fonctions. L'assemblage devient alors d’autant plus aisé et rapide avec la suppression de nombreuses post-opérations souvent coûteuses. Une équation impossible à résoudre avec les métaux.

Temps de fabrication raccourcis

De plus les polymères de la gamme 90HMF cristallisent plus rapidement et possèdent une fluidité très élevée. Ils contribuent ainsi à raccourcir les temps de cycles de fabrication et à réduire les coûts de production avec à une mise œuvre optimisée en moulage par injection. Tout au long de la chaîne logistique, ces avantages permettent ainsi de produire des composants plus légers et économiques, dont l’assemblage est plus facile et rapide, contribuant à réduire les temps de cycle et les coûts de fabrication d’appareils au final moins gourmands en kérosène.

Et pour finir, les attentes en termes de réduction et d’optimisation de la maintenance étant de plus en plus fortes, le choix des matériaux est critique pour garantir la sécurité et la fiabilité d'exploitation des avions avec une maintenance restreinte au minimum. C’est pourquoi l’excellente résistance chimique des polymères Victrex PEEK aux fluides hydrauliques, carburants, huiles et autres fluides joue aussi un rôle déterminant, par rapport aux autres métaux et matières plastiques plus sensibles à ces substances agressives. Toutes ces propriétés combinées à une très bonne résistance à la fatigue et à une compatibilité avec des températures jusqu'à 260 °C font des polymères Victrex PEEK HMF la solution idéale pour une substitution fiable des métaux en conditions extrêmes.

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