Surface engineering strategies for aerospace composite repairs: Machining and texturation of additive manufacturing parts by abrasive waterjet

Shekar, A.C.; Leclair, J.P.; Zitoune, R.; Hof, L.A. (2025). Surface engineering strategies for aerospace composite repairs: Machining and texturation of additive manufacturing parts by abrasive waterjet. Wear, vol. 570, June 2025, 205982.

 

Dans les opérations de maintenance, réparation et révision (MRO) dans le secteur aérospatial, la fabrication additive (FA) offre un fort potentiel pour la réparation des composites, en proposant une approche précise et personnalisée pour la fabrication de pièces de réparation adaptées aux structures endommagées, tout en réduisant les déchets. Compte tenu des avantages en matière de circularité et de rentabilité, la réparation des structures composites est souvent préférable à leur remplacement. Cette étude explore l’utilisation du procédé de découpe au jet d’eau abrasif pour l’usinage et la texturation de composites issus de FA, composés d’une matrice en nylon chargé de microcarbone et renforcés de fibres de carbone continues. Quatre états de surface ont été examinés : (I) usiné sans préparation de surface supplémentaire et (II, III, IV) usiné, suivi de trois niveaux de texturation : bonne, moyenne et faible. Ces surfaces ont été évaluées quantitativement en fonction du volume de cratère (Cv) et de la hauteur moyenne arithmétique (Sa). Le mécanisme d’enlèvement de matière a été étudié par analyse de texture de surface et microscopie électronique à balayage. Un modèle de prédiction a été élaboré et validé expérimentalement pour évaluer la corrélation entre Cv et Sa. Les résultats montrent une tendance à la hausse des valeurs de Cv et Sa, de la condition I à la condition IV. L’étude met en évidence des conclusions importantes sur les caractéristiques des surfaces usinées et leur préparation en vue du collage adhésif, aspects essentiels pour l’intégration des pièces de réparation sur les structures d’origine.