Grant: Alliance Grants

Additive manufacturing (AM) of composites is a very promising technology that enables manufacturing of components featuring complex geometries and multifunctionalities for various applications including aerospace. The development of composite AM requires a better understanding of the interactions between the manufacturing parameters, the transformed material and the cohesion between the layers, in order to identify ways of improving the productivity and quality of the printed parts to meet the requirements for commercialization and be economically viable for production. The proposed 5-year project focuses on innovative and breakthrough research on critical topics at the state-of-the-art of advanced AM processes and simulation tools for the production of multifunctional composite parts for aerospace applications. This project will be carried out in close collaboration with Safran Group and two Quebec companies (Dyze Design, ORS Inc.). The four specific objectives (O) of the project were defined by the academic team and the industrial partners and they are: (O1) Optimize parts' mechanical performance and process productivity in AM through a fundamental understanding of the materials-process relationship; (O2) Develop simulation tools for accurate prediction of printed parts' mechanical properties focusing on the interface; (O3) Develop a high-throughput multi-nozzle 6-axis robot-assisted AM process for the direct deposition of acoustic structures for aerospace applications; and (O4) Develop a customized and visual tool for assessing and optimizing the circularity potential of AM parts. This project will train ~40 HQP, yield significant scientific and technological contributions in the fields of advanced AM and microstructure analysis while performing technology transfer to our three industrial partners and contribute to the sustainability of the developed processes. Another direct benefit for Canada is that this project will create at least 9 jobs in high technology SMEs, which will help them increase their profit and open new markets. Finally, this project will support the Canadian vision of zero waste for thermoplastics for a concept of recycling and reprocessing, having direct environmental and social impacts. La fabrication additive (FA) des composites est une technologie très prometteuse qui permet de fabriquer des composants aux géométries complexes et aux multiples fonctionnalités pour diverses applications dont l'aérospatiale. Le déploiement de la FA de composite nécessite une meilleure compréhension des interactions entre les paramètres de fabrication, la matière transformée et la cohésion entre les couches, etc. Le projet de 5 ans proposé se concentre sur la recherche innovante sur des sujets critiques à l'état de l'art des processus de FA avancée et des outils de simulation pour la production de pièces composites multifonctionnelles pour les applications aérospatiales. Ce projet sera réalisé en étroite collaboration avec le Groupe Safran et deux entreprises québécoises (Dyze Design, ORS Inc.). Les quatre objectifs spécifiques (O) du projet ont été définis par l'équipe académique et les partenaires industriels et sont : (O1) Optimiser les performances mécaniques des pièces et la productivité des procédés en FA grâce à une compréhension fondamentale de la relation matériaux-procédés ; (O2) Développer des outils de simulation pour une prédiction précise des propriétés mécaniques des pièces imprimées en se concentrant sur l'interface ; (O3) Développer un procédé de fabrication assistée par robot multi-buses 6 axes à haut débit pour le dépôt direct de structures acoustiques pour des applications aérospatiales ; et (O4) Développer un outil personnalisé et visuel pour évaluer et optimiser le potentiel de circularité des pièces de FA. Ce projet formera ~40 PHQ, apportera d'importantes contributions scientifiques et technologiques dans les domaines de la FA avancée et de l'analyse de la microstructure tout en effectuant un transfert de technologie vers nos trois partenaires industriels et contribuera à la durabilité des procédés développés. Un autre avantage direct pour le Canada est que ce projet créera au moins 9 emplois dans des PME de haute technologie, ce qui les aidera à augmenter leurs profits et à ouvrir de nouveaux marchés. Finalement, ce projet soutiendra la vision canadienne du zéro déchet pour les thermoplastiques pour le recyclage et le retraitement, avec des impacts environnementaux et sociaux directs.