Fixations et quincaillerie aérospatiales : fabrication et fourniture.

Spécifier des fixations aérospatiales est rarement aussi simple que de choisir un numéro de pièce sur le site Web d'Accu. Les normes aérospatiales internationales recoupent des décennies d'histoire de l'aérospatiale militaire et commerciale et le bon choix pour un joint structurel dépend à la fois de la famille de fixations, de la qualité du matériau, de la forme du fil, de la finition et de la traçabilité. Si vous vous trompez, la pièce ne passera pas l'inspection ou ne fonctionnera pas pendant les années de durée de vie attendues des fixations aérospatiales modernes, avec des conséquences potentiellement catastrophiques.

Ce guide décrit ce problème de spécification des fixations de la même manière qu'un ingénieur de conception ou d'approvisionnement dans le secteur de la fabrication aérospatiale le résoudrait. Nous commencerons par ce qui distingue les fixations aérospatiales des fixations de précision générales, puis passerons en revue les trois principales familles de normes applicables : AN (Army-Navy), MS (Military Standard) et NAS (National Aerospace Standard).

À partir de là, vous apprendrez à décoder un numéro de pièce AN, MS ou NAS champ par champ et à choisir le bon alliage pour la bonne zone d'une cellule. Nous expliquerons également pourquoi les dessins aérospatiaux nécessitent des filetages UNJ et des finitions de fixation spécialisées.

Enfin, nous expliquerons comment la chaîne d'approvisionnement aérospatiale mondiale se répartit entre les sources principales de l'AS9100, les distributeurs de fixations aérospatiales, les fabricants et les fournisseurs spécialisés dans les matériaux au Royaume-Uni, en Europe et aux États-Unis.

Que vous recherchiez pour un programme d'avion de production, la construction d'un prototype ou une gamme de consommables MRO, l'objectif est le même : obtenir les bonnes spécifications du premier coup, à chaque fois.

Contenu :

• Que sont les fixations aérospatiales ?

• Normes relatives aux fixations aérospatiales : comment AN, MS et NAS s'intègrent

• Comment décoder le numéro de pièce d'une attache aérospatiale

• Types et familles de fixations aérospatiales

• Matériaux de fixation aérospatiaux : sélection par application

• Le fil forme des articulations sensibles à la fatigue

• Finitions de fixations aérospatiales

• Fournisseurs, revendeurs et fabricants de fixations aérospatiales

• AS9100, NADCAP et la chaîne d'approvisionnement aérospatiale

• Gamme de fixations et de quincailleries aérospatiales d'Accu

Que sont les fixations aérospatiales ?

Les fixations aérospatiales sont des fixations mécaniques conformes aux normes aérospatiales internationales telles que AN (Army-Navy), MS (Military Standard) et NAS (National Aerospace Standard) avec des qualités de matériaux, des formes de filetage, des finitions et des exigences de traçabilité qui les distinguent des fixations de précision.

Un avion de ligne commercial transporte généralement entre 1,5 et 3 millions de fixations et chacune d'entre elles est spécifiée par la norme, le matériau et la finition au moment où elle apparaît sur un dessin technique. Spécifiez le mauvais élément de fixation dans un joint critique et les conséquences vont de « ne pas réussir l'inspection » à « ne pas survivre à des milliers de cycles de pressurisation », ce qui peut entraîner une défaillance.

L'écart entre les fixations aérospatiales et les vis de précision utilisées dans l'ingénierie générale se résume à la profondeur des spécifications. Une vis à tête cylindrique DIN 912 est définie par ses dimensions et sa classe de résistance ; une vis à tête cylindrique aérospatiale ajoute une étape de traçabilité des matériaux AMS (Aerospace Material Specification) au lot de fusion de son matériau d'origine, une forme de filetage à rayon de racine contrôlé, une finition qualifiée pour l'aérospatiale et une documentation au niveau du lot qui suit la pièce depuis sa fusion initiale jusqu'à la cellule.

Les sections qui suivent décomposent chacune de ces couches : normes, matériaux, fils, finitions et chaîne d'approvisionnement, en les analysant de la même manière qu'un ingénieur de conception ou d'approvisionnement les résout sur un dessin de fabrication personnalisé.

Normes relatives aux fixations aérospatiales : comment AN, MS et NAS s'intègrent.

Trois familles de normes principales représentent trois époques des spécifications aérospatiales militaires et commerciales américaines : AN (Army-Navy, années 1940), MS (Military Standard, à partir des années 1950) et NAS (National Aerospace Standard, administré par l'Aerospace Industries Association depuis 1941).

Ces trois normes sont toujours utilisées sur les plans d'exécution pour les nouveaux travaux de production, les travaux existants et les travaux de maintenance, établissant ainsi la norme internationale pour les fixations aérospatiales. Les équipes d'approvisionnement du secteur de la fabrication aérospatiale doivent lire les trois couramment.

Q : Pourquoi les trois familles standard sont-elles toujours en vie, au lieu que chacune ne remplace sa devancière ?

R : La certification de navigabilité est la réponse la plus courte. Une fois qu'un type d'aéronef est approuvé par le régulateur avec des références de fixation spécifiques sur ses dessins, ces références sont inscrites dans le certificat de type de cet aéronef. Leur réingénierie implique de requalifier les articulations touchées, ce qui coûte souvent plus cher que de continuer à se procurer la pièce existante. C'est pourquoi un Cessna 172 de 1965 est équipé de boulons aérospatiaux AN aujourd'hui en 2026, non pas parce que l'AN est techniquement supérieur, mais parce que le certificat de type l'indique.

AN (Army-Navy) : le système de fixation militaire original.

Le système AN (Army-Navy) a été créé pendant la Seconde Guerre mondiale en tant que spécification conjointe des forces aériennes de l'armée américaine et de la marine américaine visant à standardiser l'approvisionnement en fixations.

Les normes AN concernent les boulons (AN3 à AN20 pour les diamètres de 3/16 po à 1-1/4 po), les écrous, les rondelles, les rivets et les tendeurs. Largement dépassé dans la conception de l'aviation commerciale moderne, le verrou AN demeure la norme pour l'aviation générale de l'ère des pistons (familles de cellules Cessna 172, Piper Cherokee) et les giravions militaires traditionnels selon les certificats de type d'origine. Les ingénieurs MRO (Maintenance, Repair and Overhaul) qui recherchent un boulon AN pour une cellule des années 1970 travaillent régulièrement à partir du dessin original numéroté AN.

Le schéma de numérotation AN fonctionne par incréments de 1/16 de pouce de diamètre. AN3 est un diamètre nominal de 3/16 de pouce, AN4 est de 1/4 de pouce, jusqu'à AN20 à 1-1/4 pouces. Une fois que vous savez que l'incrément est constant, vous pouvez lire le diamètre de n'importe quel boulon AN directement à partir du numéro de pièce sans avoir à consulter de graphique.

MS (norme militaire) : extension et modernisation.

Le système MS (Military Standard), historiquement géré par l'Agence américaine de logistique de la défense, a élargi la gamme AN avec un champ d'application plus large couvrant les rivets (MS20470, MS20426), les vis, les inserts, les pinces et le matériel spécifique à l'armée.

De nombreux numéros MS ont été remplacés par des équivalents NAS dans les programmes commerciaux, mais une référence MS Fastener fait toujours autorité pour les contrats de défense américains et pour les centaines de milliers de pièces numérotées MS expédiées dans les stocks MRO.

Les numéros MS sont organisés en blocs groupés par application. Le fait de repérer le bloc dans les premiers chiffres vous indique la catégorie de la pièce avant de lire le reste du numéro, qui vous donne les détails de la fixation. Nous vous montrerons comment décoder un numéro de pièce MS complet plus loin dans le guide.

NAS (National Aerospace Standard) : l'autorité industrielle actuelle.

Le système National Aerospace Standard est administré par l'Association des industries aérospatiales (AIA) depuis 1941 et constitue la principale autorité de spécification pour les nouvelles conceptions aérospatiales commerciales. Le NAS couvre les boulons structuraux, les vis d'avion, les fixations à goupille et à collier, les verrous de verrouillage et plus d'un millier d'autres types de composants. Un nouveau dessin structurel d'Airbus ou de Boeing publié aujourd'hui est en grande majorité numéroté NAS, ce qui témoigne du caractère international de la norme.

Comme MS, le NAS utilise des blocs groupés par applications, bien que les conventions soient plus compliquées et un peu plus difficiles à décoder. Nous allons vous montrer comment lire le numéro de pièce complet d'un NAS dans la section suivante. Ce sont les normes que nous voyons le plus spécifiées dans la fabrication moderne de fixations pour avions.

Normes métriques pour les fixations aérospatiales.

Toutes les normes mentionnées ci-dessus sont d'origine impériale. Pour les travaux aérospatiaux métriques, il existe une famille parallèle. La série aérospatiale EN (norme européenne) administrée par l'ASD-STAN est la famille métrique moderne dominante des programmes Airbus et de la base d'approvisionnement aérospatiale européenne. Des normes nationales historiques telles que LN (Luftfahrt-Norm, Allemagne) et NSA (Aérospatiale, France) figurent toujours sur les anciens dessins européens.

La numérotation EN ne décode pas comme le fait la numérotation AN, MS ou NAS. Un numéro de pièce EN comme EN 6114 est une référence dans le catalogue des normes plutôt qu'une chaîne délimitée par des champs contenant des informations dimensionnelles.

ASD-STAN : Pour savoir ce qu'est réellement une pièce numérotée EN, lisez la fiche technique ASD-STAN correspondante plutôt que d'essayer d'analyser le numéro. Le catalogue complet des normes d'ASD-STAN est accessible au public et aucun décodage n'est nécessaire pour comprendre ce qu'est une pièce.

Fiches techniques de l'ASD-STAN

Autres préfixes que vous verrez sur les dessins aérospatiaux.

AN, MS et NAS ne sont pas les seuls préfixes que vous verrez sur les dessins aérospatiaux. Les dessins modernes de Boeing et d'Airbus peuvent également comporter quatre autres préfixes suffisamment courants pour constituer des connaissances essentielles pour les ingénieurs aérospatiaux.

AS (Aerospace Standard) : famille de normes générales pour l'aérospatiale, qui trouve ses racines dans le travail de normalisation aérospatiale de longue haleine de la SAE qui remonte à plusieurs décennies.
Il s'agit d'un préfixe faussement large : les spécifications des matériaux AMS, la norme de gestion de la qualité AS9100, les références matérielles telles que l'AS568 pour les tailles de joints toriques et une gamme de normes de processus et d'inspection en relèvent toutes. Dans l'aérospatiale moderne, l'AS9100 est la référence en matière de qualité pour l'approvisionnement de la production. Les spécifications AMS contrôlent les matériaux de fixation sur pratiquement tous les plans de cellule d'avion commerciaux. Si un numéro AS à quatre chiffres apparaît sur un dessin, on peut partir du principe qu'il s'agit d'une norme administrée par la SAE plutôt que d'un numéro de pièce de fixation direct.

Fiches techniques AS.

MIL-DTL (Military Detail Specification) : le préfixe de spécification militaire américain moderne, introduit pour remplacer l'ancien préfixe MIL-S dans le cadre d'un effort de standardisation du ministère de la Défense (DoD, plus récemment le ministère de la Guerre) à la fin des années 1990. Le changement de nom s'inscrivait dans le cadre de réformes plus larges des acquisitions du DoD qui ont simplifié le système de spécifications militaires, mais les références MIL-S apparaissent toujours sur les anciens dessins selon le même schéma de fonctionnement parallèle que les références AN.

Dans l'usage moderne, MIL-DTL est le préfixe à rechercher dans les achats de défense américains actuels, les dessins de production d'avions militaires et les inventaires MRO militaires américains. Repérer une MIL-S sur un dessin signifie généralement que vous recherchez une spécification existante qui peut avoir un équivalent MIL-DTL actuel qui mérite d'être vérifié.

Fiches techniques MIL-DTL.

BAC (Boeing Aircraft Configuration) : préfixe de spécification propriétaire de Boeing, utilisé en interne et sur les dessins techniques de Boeing tout au long de la longue histoire de l'entreprise en matière d'avions commerciaux. Le préfixe couvre tout ce pour quoi l'équipe d'ingénierie de Boeing souhaitait un contrôle plus strict ou différent de celui proposé par les organismes de normalisation : finitions de surface spécifiques à l'entreprise, supports conçus en interne, conventions de conception et normes de processus.

Dans l'usage moderne, tout dessin commercial de Boeing appartenant aux familles 737, 747, 777 et 787 est susceptible de citer au moins une poignée de références BAC à côté des instructions structurelles du NAS. La reconnaissance d'un préfixe BAC indique immédiatement que la spécification est contrôlée par Boeing et n'est pas disponible via les portails de dessin de spécifications standard et les chaînes d'approvisionnement aérospatiales.

ABS (Airbus Standard) : l'équivalent exclusif du BAC d'Airbus, utilisé en interne et sur les plans techniques d'Airbus dans l'ensemble du programme d'avions commerciaux de la société. Il couvre le même type de périmètre spécifique à l'entreprise que BAC : des processus développés par Airbus, des spécifications de conception et des éléments de configuration qui vont au-delà de ce que couvrent les NAS, MS ou AS.

Dans un usage moderne, attendez-vous à trouver des références ABS sur n'importe quel dessin des programmes A320, A330, A350 ou A380. Comme BAC, une spécification numérotée ABS est contrôlée par l'ingénierie d'Airbus et le document source n'apparaîtra pas sur les portails publics standard.

Un dessin aérospatial commercial réel peut citer un boulon NAS, une exigence de traçabilité AS9100, une finition de surface BAC et une rondelle numérotée MS sur la même page. En fonction de l'âge de l'avion et de la nature du travail à effectuer, plusieurs normes seront généralement référencées pour les MRO sur des cellules plus anciennes.

Comment décoder le numéro de pièce d'une attache aérospatiale.

Maintenant que nous avons défini comment les normes AN, MS et NAS s'intègrent, voyons à quoi ressemblent ces numéros de référence lorsqu'ils sont ventilés pour les composants du monde réel.

Les numéros de pièces aérospatiaux codent les spécifications, la taille, la longueur, le matériau et la finition dans une chaîne alphanumérique compacte. Chaque numéro de pièce AN, MS et NAS suit une convention délimitée par champs liée à la spécification qui la régit. Une fois que la grammaire est claire, l'approvisionnement et la sélection des éléments de fixation deviennent clairs. C'est pourquoi les dessins d'assemblage aérospatiaux répertorient toujours les pièces par numéro plutôt que par description.

Lecture d'un numéro de pièce AN : boulon de machine d'avion AN3-10A.

Les numéros de pièce AN suivent une grammaire uniforme dans l'ensemble de la famille : préfixe, code de diamètre par incréments de 1/16 de pouce, tiret, longueur de la poignée par incréments de 1/8 pouce, puis toute lettre de suffixe indiquant les caractéristiques d'installation. Les incréments sont fixés à chaque trait AN des livres, ce qui rend la grammaire véritablement transférable. Une fois que vous le connaissez, vous pouvez décoder n'importe quel nombre AN à froid sans graphique.

Par exemple, un boulon AN3-10A est un boulon à tête hexagonale d'avion à usage général avec une tige non percée, conçu pour être utilisé avec un écrou autobloquant plutôt qu'un arrangement à écrou crénelé et à goupille fendue.

Appliqué à l'AN3-10A :

• AN : Famille de spécifications Army-Navy.

• 3 : Diamètre nominal par incréments de 1/16 de pouce, donc 3/16 pouces. La même règle donne 1/4 « pour AN4 et 1-1/4" pour AN20.

• 10 : Longueur de la poignée par incréments de 1/8 pouce. 10/8 « = 1-1/4 ».

• A : lettre suffixe indiquant une tige non percée.
  Le boulon AN par défaut (sans suffixe de lettre) possède une tige percée pour la sécurité des écrous crénelés et des goupilles fendues. L'ajout d'un « A » indique qu'une tige non percée doit être utilisée avec un écrou autobloquant à la place. Un suffixe « H » distinct (placé après le numéro AN, par exemple AN3H) indique une tête percée pour le fil de sécurité.

La longueur du filetage n'est pas codée dans le numéro de pièce car il s'agit d'une constante fixe par diamètre de boulon défini dans la spécification. Chaque boulon AN3 a la même longueur de filetage quel que soit le numéro du tiret.

La longueur du filetage étant fixe, la spécification de la longueur de la poignée définit implicitement la longueur totale du boulon, la poignée plus la longueur de filetage fixe pour ce diamètre.

La longueur de filetage pour chaque diamètre est publiée dans la fiche technique AN pour chaque famille de fixations.

Les fiches techniques AN sont conservées sous forme de documents militaires sur le portail de normalisation ASSIST. La spécification originale des boulons AN3 à AN20 a été officiellement remplacée par la spécification NASM3 à NASM20, publiée par l'Aerospace Industries Association via IHS Engineering Workbench, bien que les originaux numérotés AN restent la référence de travail sur les anciens certificats de type.

Fiches techniques AN-ASSIST

Lecture d'un numéro de pièce MS : MS20470AD4-6.

Les numéros de pièce MS ne suivent pas une seule convention grammaticale comme le font les numéros AN. Chaque famille de fixations utilise ses propres règles, de sorte que la convention qui décode un numéro de rivet ne permet pas nécessairement de décoder une vis, un écrou ou un insert numéroté MS.
Le point commun est que chaque numéro de pièce MS s'ouvre par le numéro de spécification, qui identifie à la fois le type de composant et le bloc d'application auquel il appartient. Une fois que vous connaissez la spécification par rapport à laquelle vous souhaitez vérifier, le reste du chiffre correspond à la structure de champ de cette spécification.

L'exemple suivant utilise un rivet en aluminium massif à tête universelle MS20470 pour montrer comment les champs se décomposent.

Pour la famille de rivets MS20470, le schéma se lit comme suit : numéro de spécification, lettres de code en alliage, diamètre par incréments de 1/32 pouce, tiret, longueur totale du rivet par incréments de 1/16 pouce.

Appliqué au MS20470AD4-6 :

• MS20470 : spécification de rivet à tête universelle solide.

• AD : alliage d'aluminium T4, le matériau de rivet aérospatial standard de l'industrie.

• 4 : diamètre par incréments de 1/32 pouce, donc 4/32 pouces ou 1/8 pouces.

• 6 : longueur totale du rivet par incréments de 1/16 de pouce, soit 6/16 pouces ou 3/8 pouces. Il s'agit de la longueur totale du rivet avant l'installation, et non de l'épaisseur de prise du joint.

La partie complète est un rivet solide T4 à tête universelle de 1/8 po de diamètre sur 3/8 po de long.

AD (T4 Aluminium) est le code d'alliage le plus couramment spécifié, mais le MS20470 couvre plusieurs autres options d'alliage d'aluminium et de titane, chacune ayant ses propres exigences de stockage et d'installation. Le tableau complet des codes des alliages et les spécifications dimensionnelles sont publiés dans la fiche technique du MS20470, disponible via ASSIST.

ASSIST (portail de normalisation du ministère américain de la Défense) : contient des documents MIL et MS actuels et remplacés, y compris la famille MIL-DTL et des références historiques MIL-S. De nombreux documents sont téléchargeables publiquement sans abonnement, ce qui fait d'ASSIST le premier outil de vérification le plus simple pour les spécifications militaires.

Fiches techniques du MS-ASSIST

Lecture du numéro de pièce d'un NAS : NAS1351-4-8.

Les numéros de pièce NAS tels que MS ne suivent pas non plus un système de code unique ; chaque famille de fixations utilise sa propre structure de champ, de sorte que la convention qui décode une vis à tête creuse ne permet pas nécessairement de décoder un boulon à tête hexagonale ou une broche Hi-Lok. Le point commun est que chaque numéro de pièce NAS s'ouvre avec le numéro de spécification, qui identifie le type de composant. Une fois que vous connaissez la spécification, le reste du chiffre correspond à la table de codage de cette spécification.

L'exemple suivant utilise une vis à tête creuse en acier allié NAS1351 pour montrer comment les champs se décomposent. Le NAS1351 est l'équivalent aérospatial d'une vis à tête cylindrique industrielle DIN 912, conçue selon des normes de matériaux et de traçabilité plus strictes.

Pour la famille NAS1351, le schéma se lit comme suit : numéro de spécification, tiret, code de taille de fil (décrit conformément à la spécification), tiret, longueur nominale par incréments de 1/16 de pouce.

Appliqué au NAS1351-4-8 :

• NAS1351 : spécification de vis à tête creuse, acier allié.

• 4 : code de taille de fil. Sur le NAS1351, le premier chiffre en tiret correspond à une taille de fil via un tableau de la spécification plutôt que par un calcul dimensionnel direct. Code 4 = 1/4-28. La forme du fil est spécifiée conformément à la norme MIL-S-7742, qui régit la géométrie du rayon de racine contrôlé décrite dans la section sur les formes du fil située plus bas.

• 8 : longueur totale nominale par incréments de 1/16 de pouce, donc ici c'est 8/16 pouces ou 1/2 pouces.

La pièce complète est une vis à tête creuse 1/4-28, en acier allié, d'une longueur de 1/2 po, fabriquée selon la norme NAS1351.

Des codes supplémentaires de la famille NAS1351 désignent le matériau (C pour l'acier résistant à la corrosion), le type de tête (H pour la tête percée), l'élément de verrouillage et la finition. Le tableau de codage complet et les spécifications dimensionnelles sont publiés dans la fiche technique du NAS1351, disponible via IHS Engineering Workbench.

IHS Engineering Workbench (qui fait désormais partie de S&P Global) : source sous licence pour les documents NAS actuels et historiques. Un abonnement est requis pour bénéficier d'un accès complet. C'est pourquoi la plupart des fournisseurs principaux du secteur aérospatial détiennent une licence d'entreprise au lieu d'acheter des documents par recherche.

Fiches techniques AIA-NAS

Référence croisée AN/MS/NAS.

Une même application de fixation comporte souvent plusieurs numéros de pièce correspondant à des normes de fixation aérospatiales identiques ou différentes, en particulier pour le matériel structurel général. Le tableau ci-dessous indique les domaines dans lesquels certaines applications courantes ont des équivalents directs et celles où elles n'en ont pas selon les normes AN, MS et NAS. Ce tableau n'est pas exhaustif et doit être considéré comme un exemple lorsque vous comparez les familles standard à ce que vous pouvez vous attendre à voir.

Un ingénieur MRO qui gère un certificat de type 1970 trouvera des fixations numérotées AN sur les dessins originaux. La spécification AN a été officiellement remplacée par la NASM (AN3 à AN20 est devenue NASM3 à NASM20), mais les numéros de pièce et les dimensions sont identiques.
Le problème pratique des références croisées survient lorsqu'un dessin fait appel à un rivet AN obsolète, tel que l'AN470 (désormais MS20470), dont le numéro de spécification a changé d'une famille à l'autre, ou lorsque l'ingénieur doit déterminer si une pièce NAS aux spécifications supérieures peut être remplacée pour une application donnée. Une substitution erronée constitue une non-conformité par rapport aux données de définition de type et un problème de navigabilité.

Types et familles de fixations aérospatiales : boulons, vis, rivets, quincaillerie et attaches captives.

Les fixations aérospatiales se répartissent généralement en six familles principales : les boulons d'avion, les boulons de cisaillement à tolérance étroite, les vis d'avion, les fixations à goupille et collier à ajustement interférentiel, les rivets et les fixations captives.

Chaque famille existe parce qu'elle résout un problème structurel différent et un seul dessin de cellule fait généralement apparaître les six, en plus du matériel aéronautique général (également appelé matériel aérospatial) tel que les rondelles, les écrous crénelés et les attaches à clip. Le tableau ci-dessous répertorie chaque famille en fonction de la norme qui la régit, de la zone d'application typique des aéronefs et des caractéristiques d'identification qui les distinguent les unes des autres sur un dessin ou en ligne.

Exploration de types de fixations aérospatiales spécifiques.

Boulon à tête hexagonale pour avion (AN3-AN20, NAS6603, MS9559).

Des boulons à tête hexagonale apparaissent dans toute la structure de la cellule partout où un joint boulonné amovible est spécifié.
La famille AN3-AN20 (NASM3-NASM20) à 125 KSI (milliers de livres par pouce carré) est la version à usage général, généralement sécurisée par un écrou crénelé et une goupille fendue via une tige percée.
Le NAS6603 à 160 KSI est la mise à niveau à tolérance étroite, principalement spécifiée pour les joints critiques au cisaillement équipés d'écrous autobloquants. Les deux sont équipés d'un matériau spécifié par l'AMS, traçable jusqu'au lot de fusion, et d'estampilles identifiant le fabricant et la norme. Un boulon hexagonal DIN 933 ne présente aucune de ces caractéristiques.

Boulon à tolérance étroite (NAS6203, NAS1303).

Les boulons à tolérance étroite sont spécifiés pour les joints critiques au cisaillement où la résistance à la fatigue dépend de l'élimination du mouvement entre le boulon et le matériau environnant. La tige du boulon est rectifiée avec précision selon la tolérance h6, de sorte qu'elle repose directement contre la paroi du trou au lieu de dépendre uniquement du serrage du fil.

Ils se trouvent dans les joints des longerons d'aile, les supports de charnière de la surface de commande et partout où une charge de cisaillement cyclique provoquerait autrement une fissuration par fatigue au niveau d'un trou d'ajustement. Les spécifications applicables sont les NAS6203 et NAS1303 ; il ne s'agit pas de pièces de catalogue et sont généralement produites selon un procédé de fabrication personnalisé.

Vis d'avion (MS24694, NAS1351).

Les vis de l'avion recouvrent la structure secondaire, les fixations des panneaux et les assemblages non primaires à travers la cellule. La norme NAS1351 spécifie une vis à tête hexagonale en acier allié ; la norme MS24694 couvre les variantes de vis à tête fraisée. Les versions aérospatiales diffèrent des vis à tête cylindrique standard DIN 912 de la même manière que les boulons d'avion : spécification du matériau AMS, forme de filetage contrôlée et traçabilité au niveau des lots qu'une fixation de qualité commerciale ne permet pas de garantir.

Broche et collier Hi-Lok (NAS1669/NAS1670).

Les fixations Hi-Lok sont des systèmes d'épingles et de colliers en deux parties conçus pour les joints structuraux ajustés par interférence entre les ailes, le fuselage et l'empennage.
Le collier NAS1670 se cisaille à un couple calibré, ce qui rend l'installation autojaugeante : si le collier hexagonal a disparu, la précharge est correcte. Cela élimine la variabilité de l'opérateur et l'étape d'inspection par clé dynamométrique utilisée pour les boulonnages structuraux classiques. Hi-Lok a été initialement développé par Hi-Shear Corporation dans les années 1960 et est maintenant produit sous licence par de nombreux fabricants de fixations aérospatiales. L'adoption s'est accélérée grâce à des programmes militaires à partir de la fin des années 1970.

NAS Lockbolt (NAS1738).

Les verrous jouent le même rôle structurel que les fixations Hi-Lok, mais ils sont spécifiés lorsque l'accès est limité à un côté du joint. Un collier serti se verrouille sur la tige du boulon par une rainure en forme d'anneau de cisaillement, formant ainsi un joint interférentiel permanent.
Ils se trouvent dans les joints peau à châssis du fuselage, dans les panneaux de revêtement des ailes et dans d'autres applications structurelles à cycle élevé où l'installation d'un seul côté est une exigence de production ou de maintenance.

Rivet solide, tête universelle (MS20470).

Les rivets massifs à tête universelle MS20470 en alliage d'aluminium 2117-T4, 2024-T3 ou 5056-H32 restent la principale attache structurelle des cellules en aluminium construites avant la transition vers le composite. La tête en forme de dôme épouse parfaitement la surface de la peau et est utilisée sur la structure interne et sur les surfaces externes non aérodynamiques. La plupart des structures de revêtement des 737 Classic et 737 Next Generation sont rivetées plutôt que boulonnées et une cellule de 35 ans lors de son deuxième D-check consomme toujours ces rivets par dizaines de milliers par révision.

Rivet solide, fraisé (MS20426).

Les rivets massifs fraisés MS20426 utilisent les mêmes qualités d'alliage d'aluminium que le MS20470, mais avec une tête fraisée à 100° qui affleure la surface de la peau. Elles sont spécifiées sur les arêtes d'attaque, les panneaux extérieurs et toute surface aérodynamique où une tête saillante créerait une traînée. Les codes des alliages et la discipline des spécifications sont identiques à ceux du MS20470 ; la seule différence réside dans la géométrie de la tête, qui dépend de l'emplacement du rivet sur la cellule.

Rivet Cherry Blind (NAS1398, NAS1399).

Les familles de rivets aveugles de Cherry Aerospace sont spécifiées lorsque la face arrière d'un joint de cellule est inaccessible pour une installation conventionnelle à rivet plein. CherryMax et CherryLock sont les deux principales gammes de produits, spécifiées dans le NAS1398 et le NAS1399.
Ils reposent sur des panneaux d'accès, des encadrements de portes et des joints structuraux intérieurs où l'accès d'un seul côté constitue une contrainte de production ou de maintenance. Ce qui les distingue des rivets aveugles standard, c'est qu'ils sont conçus pour supporter les charges de cisaillement et de traction structurales plutôt que pour la seule rétention des panneaux.

Attache captive (NAS1473, MS21059).

Les attaches captives sont fixées de façon permanente sur un côté d'une structure, de sorte que le boulon ou la vis correspondant peut être installé et retiré à plusieurs reprises sans accéder au côté aveugle. La forme la plus courante est l'écrou d'ancrage flottant conforme à la norme NAS1473 ou MS21059, indiqué sur les panneaux d'accès, les capots d'inspection amovibles et la structure de la baie avionique.

La frontière entre les fixations aérospatiales et le matériel électronique est particulièrement visible dans les baies avioniques, où les attaches captives fournissent un montage utilisable pour les unités remplaçables en ligne et le matériel de précision autour des contacts aérospatiaux dans les assemblages de connecteurs conformes aux spécifications MIL-Spec. Lorsque la fixation par rivet d'un écrou d'ancrage n'est pas pratique dans une structure en tôle mince, les inserts filetés autotaraudeurs assurent une fonction de captivité similaire dans une enveloppe plus petite.

Matériaux de fixation aérospatiaux : sélection par application.

Une fois que vous connaissez la norme et le numéro de pièce, la question suivante est de savoir de quel matériau est fabriquée la fixation. Les fixations idéales pour une zone donnée dépendent de l'environnement d'exploitation : température, exposition à la corrosion, charge cyclique et compatibilité galvanique avec la structure environnante.

Le choix des matériaux de fixation aérospatiaux est déterminé par zone et ce niveau de discipline des matériaux est ce qui distingue la fabrication en génie aérospatial des pratiques industrielles générales. Chaque matériau est spécifié par un numéro AMS (Aerospace Material Specification) et porte une certification au niveau du lot remontant au lot fondu.

Éléments de fixation structuraux de la cellule : titane (grade 5).

Le titane est un métal de transition léger et résistant à la corrosion avec un rapport résistance/poids exceptionnellement élevé. Le grade 5 (Ti-6Al-4V) est l'alliage de titane le plus utilisé dans l'aérospatiale, contenant 6 % d'aluminium pour la résistance et 4 % de vanadium pour la ductilité. Il est spécifié dans la norme AMS 4928 à l'état recuit, offrant une résistance à la traction ultime d'environ 950 MPa à environ 56 % de la densité de l'acier.

Le Ti-6Al-4V est le matériau de structure de choix pour les aéronefs lorsque l'économie de poids et la compatibilité galvanique avec une structure composite sont tout aussi importantes. Contrairement à l'aluminium ou à l'acier cadmié, le titane se trouve à proximité de la fibre de carbone dans la série galvanique et ne se corrode pas lorsque les deux sont en contact. Cela en fait le matériau de fixation idéal pour les joints structuraux composite-métal sur les cellules d'avion à forte intensité de CFRP, comme le 787 et l'A350. La consommation de fixations en titane a augmenté avec chaque programme à forte intensité de composites, car la structure principale en CFRP a remplacé l'aluminium dans l'ensemble du parc commercial.

Accu possède une gamme complète de vis en titane de grade 5 allant de M2 à M10. Pour plus de détails sur les matériaux, consultez notre guide du titane à l'intention des ingénieurs.

Éléments de fixation à section chaude et à haute température : A286 (AMS 5731) et Inconel 718 (AMS 5662).

L'A286 est un superalliage fer-nickel-chrome durcissable au vieillissement (AMS 5731) qui maintient la résistance utile des fixations à environ 650 °C, le plaçant dans les sections accessoires des moteurs à turbine et dans les éléments chauds de la structure de la cellule d'avion.

L'Inconel 718 est un superalliage à base de nickel-chrome (AMS 5662) qui prolonge le plafond jusqu'à environ 700 °C et a été spécifié par le passé pour des applications aussi exigeantes que le boulonnage de turbopompes de moteurs-fusées.

Les deux sont choisis lorsque l'acier allié standard ou l'acier inoxydable perdraient leur limite d'élasticité bien en dessous de la température de fonctionnement de la section en question. Accu propose des vis A286 et d'autres fixations dans une gamme de tailles métriques ; pour les exigences de l'Inconel 718, notre itinéraire de fabrication personnalisé peut être fourni en fonction de vos dessins techniques.

Éléments de fixation structuraux critiques à la corrosion : 17-4PH.

Le 17-4PH est un acier inoxydable martensitique durcissant par précipitation et l'un des alliages structuraux résistants à la corrosion les plus largement spécifiés dans l'aérospatiale. La désignation décrit sa composition : 17 % de chrome pour la résistance à la corrosion et 4 % de nickel pour la ténacité, avec des ajouts de cuivre et de niobium qui permettent la réaction de durcissement par précipitation. Il est spécifié dans la norme AMS 5643 pour les barres et les pièces forgées.

Le mécanisme PH (durcissement par précipitation) agit en durcissant l'alliage par vieillissement après traitement en solution. Le chauffage à une température de vieillissement contrôlée précipite des particules riches en cuivre dans la matrice en acier, qui bloquent les dislocations et confèrent une résistance élevée. Des températures de vieillissement différentes produisent des équilibres de propriétés différents : la condition H900 offre la résistance à la traction la plus élevée pour une portance maximale, la résistance d'équilibre H1025 et H1075 avec une ténacité améliorée et le H1150 offre la meilleure ductilité pour les applications où la résistance aux chocs est plus importante que la résistance maximale.

Le résultat est un matériau qui combine la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable à une résistance structurelle proche de celle de l'acier allié, ce qui en fait le choix standard pour les joints de goupille des trains d'atterrissage, les raccords hydrauliques et les supports structurels destinés à l'environnement marin où l'acier allié cadmié présente un risque inacceptable de corrosion par pulvérisation de sel. Le 17-4PH est préféré aux aciers inoxydables austénitiques standard (304, 316) lorsque l'application nécessite à la fois une résistance à la corrosion et une capacité de charge structurelle.

Consultez les types, les grades et les finitions en acier inoxydable d'Accu pour plus de détails sur les matériaux 17-4PH et la gamme de fixations 17-4PH stockée.

Éléments de fixation structuraux et secondaires généraux.

L'acier allié conforme à l'AMS 6322 ou à l'AMS 6415 (famille 4340) est le matériau de fixation structurel le plus performant dans le domaine de l'aérospatiale et l'est depuis les premiers modèles d'avions à peau tendue.
Le 4340 est un acier allié au nickel-chrome-molybdène : le nickel ajoute de la ténacité, le chrome ajoute de la trempabilité et de la résistance à l'usure, le molybdène ajoute de la résistance aux hautes températures et une résistance à la fragilisation due aux intempéries. L'alliage est traité thermiquement pour atteindre des résistances à la traction comprises entre 180 et 200 KSI, ce qui en fait la norme pour le boulonnage structurel à haute résistance lorsque les exigences galvaniques, thermiques ou de corrosion de l'application ne nécessitent pas de titane, de 17-4PH ou de superalliage. Les fixations en acier allié sont généralement finies avec un placage au cadmium (ancien) ou de l'aluminium IVD (actuel) pour la protection contre la corrosion, car le matériau de base n'a aucune résistance intrinsèque à la corrosion.

L'aluminium 7075-T6 (AMS-QQ-A-367) est un aluminium allié au zinc avec des ajouts de cuivre et de magnésium, traité thermiquement à la température T6 pour une résistance maximale. Il couvre la structure secondaire, les panneaux d'accès et les supports non critiques au vol où une résistance modérée à environ un tiers de la densité de l'acier est plus importante que la capacité de traction absolue. La limite des cellules composites modernes est que le 7075-T6 est cathodique par rapport à la fibre de carbone : le fait de placer une attache en aluminium en contact avec du CFRP crée une cellule galvanique qui corrode l'aluminium. C'est pourquoi le titane l'a largement remplacé pour les joints composite-métal sur des programmes tels que le 787 et l'A350.

Formes de fils pour les articulations sensibles à la fatigue.

Le choix des matériaux permet d'obtenir le bon alliage pour un joint, un boîtier ou des composants structuraux. La forme et la finition du filetage déterminent la performance de ce joint sous des décennies de charge cyclique et de vibrations intenses.

Stratégies d'installation et de serrage à précharge contrôlée.

Les joints structuraux aérospatiaux nécessitent une précharge contrôlée, et pas seulement un couple contrôlé. Une sous-précharge peut entraîner une fatigue prématurée du joint au niveau de la racine du filetage ; une précharge excessive fait céder le boulon, réduisant ainsi la résistance à la fatigue que la forme du filetage est censée offrir.

Trois méthodes d'installation dominent :

• Couple et angle : serrez jusqu'à un couple spécifié, puis faites pivoter un angle supplémentaire spécifié. Le pas d'angle annule la variabilité du frottement qui compromet les lectures de couple uniquement.

• Couple/rendement : serrez jusqu'à l'obtention d'un rendement mesurable. Utilisés pour certaines applications à haute fatigue ; les boulons à cycle d'élasticité sont généralement à usage unique en raison de la nature de leur installation, ce qui entraîne une déformation délibérée du boulon.

• Collier de cisaillement à jauge automatique : le collier d'un verrou Hi-Lok ou NAS se cisaille à des valeurs de couple calibrées, éliminant ainsi complètement l'étape d'inspection par clé dynamométrique. Il s'agit de la méthode dominante sur les cellules de production modernes, car elle élimine les approximations relatives au préchargement à grande échelle.

Les formes de filetage UNJ et l'installation à précharge contrôlée sont complémentaires. L'UNJ élève le plafond de fatigue du joint et une installation contrôlée garantit que le plafond est atteint sans dépassement.

Le filetage UNJ à rayon racine contrôlé (MIL-S-8879).

Le développement du filetage à rayon de racine contrôlé a constitué une étape importante en matière d'innovation technologique en matière de fixations dans l'aérospatiale d'après-guerre. Les fils UNJ sont une variante de filetage impérial unifié avec un rayon de racine contrôlé spécifié selon la norme MIL-S-8879. Les filetages UN standard permettent d'obtenir une racine plate ou à rayon variable ; l'UNJ impose un rayon plus grand et contrôlé avec précision afin de réduire la concentration de contrainte à la racine du fil, site du pic de contrainte sous une charge cyclique de traction.

Le résultat pratique est une amélioration de la résistance à la fatigue des composants de trois à quatre fois par rapport aux filetages UN équivalents, faisant de l'UNJ la solution par défaut pour les boulonnages structuraux critiques de fatigue pour les fixations aérospatiales. Les formes de filetage UNJ sont disponibles via la méthode de fabrication personnalisée d'Accu pour répondre aux exigences de fixations aérospatiales spécifiques au dessin.

Finitions aérospatiales : cadmium, passivation et aluminium IVD.

Les finitions aérospatiales ne sont pas cosmétiques et font généralement partie intégrante du cas d'utilisation de l'attache. Ils ajoutent des propriétés fonctionnelles au matériau de base de la fixation. Les spécifications de finition d'un dessin aérospatial sont contrôlées de manière aussi stricte que la description du matériau lui-même.

• Placage au cadmium (AMS-QQ-P-416) : finition aérospatiale traditionnelle, offrant une protection contre la corrosion sacrificielle à l'anode et un pouvoir lubrifiant du filetage sur les fixations en acier allié.
  Le cadmium figure par défaut dans les programmes militaires et commerciaux depuis des décennies, mais il s'agit d'une substance soumise à des restrictions au titre de l'Annexe XVII du REACH (en raison de son caractère cancérogène) et les programmes commerciaux européens ont conduit à une élimination progressive structurée depuis la fin des années 2000.
  Le cadmium figure toujours sur les anciens dessins militaires et dans certains programmes américains, mais il est de plus en plus remplacé par de l'aluminium IVD (dépôt ionique en phase vapeur) dans le cadre de nouveaux travaux commerciaux.
  
  

• Passivation (AMS 2700) : traitement à l'acide nitrique ou citrique qui élimine le fer libre de la surface des aciers résistants à la corrosion, de série standard sur les fixations en acier inoxydable des séries 300, 400 et 17-4PH.
  Contrairement au cadmium, la passivation n'est pas un revêtement. Il renforce la couche d'oxyde de chrome naturel qui confère à l'acier inoxydable sa résistance à la corrosion. Largement utilisé dans l'aérospatiale et l'ingénierie générale et ne fait l'objet d'aucune élimination progressive.
  
  

• Aluminium IVD (AMS 2454) : L'aluminium par dépôt ionique en phase vapeur est le substitut moderne du cadmium utilisé dans les nouveaux programmes aérospatiaux commerciaux. Un revêtement en aluminium déposé sous vide qui offre une protection galvanique et un pouvoir lubrifiant comparables sans problèmes de toxicité. L'IVD est de plus en plus l'alternative recommandée dans les nouveaux programmes commerciaux d'Airbus et de Boeing où le cadmium aurait été utilisé auparavant.

Les restrictions du règlement européen REACH sur le cadmium ont entraîné l'une des plus importantes modifications des spécifications de finition de l'histoire de l'aérospatiale commerciale. Airbus et sa chaîne d'approvisionnement de premier niveau ont remplacé les numéros de pièces cadmiés par des alternatives en aluminium IVD depuis la fin des années 2000, un changement qui touche toutes les fixations en acier allié de la chaîne de production et se répercute sur l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement en amont.
La transition est toujours en cours car chaque modification de finition doit être qualifiée et approuvée par l'OEM en tant que modification de conception mineure en vertu de son autorité de certification de type, en passant en revue les numéros de pièce concernés un par un plutôt que comme un interrupteur réglementaire général.

Fournisseurs, revendeurs et fabricants de fixations aérospatiales.

Une fois que vous avez identifié la norme, décodé le numéro de pièce et confirmé le matériau et la finition, la dernière question est de savoir qui fournit la pièce. La réponse dépend de ce que demande le dessin et de l'étape du programme.

L'approvisionnement en fixations aérospatiales se divise en quatre couches. Chacune d'entre elles correspond à une étape différente du cycle d'approvisionnement :

Si votre dessin exige que l'AS9100 soit intégré à la gamme, vous avez besoin d'un revendeur ou d'un fabricant de fixations aérospatiales certifié AS9100 avec les accréditations NADCAP pertinentes. Il s'agit des fournisseurs de matériel aéronautique et des distributeurs de matériel aérospatial auprès desquels les programmes de production s'approvisionnent directement. Le marché international des fixations pour aéronefs est concentré autour d'un petit nombre de fournisseurs principaux mondiaux et de leurs distributeurs agréés de fixations aérospatiales au Royaume-Uni, en Europe et aux États-Unis.

Si le dessin nécessite un matériau spécialisé de qualité aérospatiale en prototype, en qualification ou en petites quantités, un fournisseur aérospatial spécialisé est la solution. Accu se situe dans cette catégorie : des matériaux de qualité aérospatiale et des fournitures aérospatiales stockés en quantités précises, ainsi qu'un circuit de fabrication personnalisé pour le dessin de pièces spécifiques couvrant les formes de filetage UNJ, les matériaux spécialisés et les finitions spécialisées.

Les entreprises de fixation aérospatiales de premier plan proposent généralement des quantités de commande minimales de 10 000 à 100 000 pièces par ligne, ce qu'un prototype ou une construction de qualification justifie rarement. Accu propose de s'approvisionner sur des quantités de composants aussi faibles qu'une seule attache. Les meilleurs fournisseurs de composants aérospatiaux pour ce type de travail se situent au niveau des spécialistes des matériaux.

Les programmes de fabrication aérospatiale les plus développés utilisent les deux itinéraires en parallèle : un fournisseur de fixations aérospatiales AS9100 pour les pièces du catalogue de production et un partenaire spécialisé dans les matériaux comme Accu pour le prototype en faible quantité, les travaux de qualification et de fabrication sur mesure en parallèle.

AS9100, NADCAP et la chaîne d'approvisionnement aérospatiale.

L'AS9100 est l'extension spécifique à l'aérospatiale de la norme ISO 9001, publiée par l'International Aerospace Quality Group (IAQG), actuellement en révision D (version 2016) au printemps 2026. Il s'agit de la norme de base en matière de gestion de la qualité pour l'approvisionnement aérospatial primaire pour les applications civiles, militaires et spatiales.

AS9100 : ce qu'elle couvre au-delà de la norme ISO 9001.

L'AS9100 Rev D s'appuie sur la norme ISO 9001:2015 avec des clauses spécifiques à l'aérospatiale concernant la gestion des configurations basée sur les risques, la sécurité des produits, la prévention des contrefaçons, l'inspection du premier article (FAI) conformément à la norme AS9102, la gestion des risques opérationnels, la traçabilité et le contrôle des non-conformités.

Un fournisseur qui détient uniquement la norme ISO 9001 ne peut pas satisfaire aux exigences de l'AS9100 sans qualification supplémentaire, car les clauses aérospatiales ne font pas partie du champ d'application de la norme ISO 9001.

NADCAP : la couche de processus spéciale.

Le NADCAP (Programme national d'accréditation des entrepreneurs de l'aérospatiale et de la défense) fonctionne à un niveau spécifique au processus plutôt qu'à l'échelle du fournisseur. Les procédés spéciaux audités du NADCAP comprennent le traitement thermique, le traitement chimique (anodisation, passivation, cadmiage), les essais non destructifs (CND), le soudage, le brasage et les revêtements. Un fournisseur peut être certifié AS9100 sans accréditation NADCAP et une accréditation de traitement thermique NADCAP ne confère pas la certification AS9100.

Accu possède un système de gestion de la qualité ISO 9001:2015, audité par Bureau Veritas. Accu ne détient pas la certification AS9100 et ce guide ne prétend pas le contraire.

Pour les programmes où l'approvisionnement principal de l'AS9100 est mandaté par dessin ou par contrat, Accu agit en tant que spécialiste des matériaux et partenaire de fabrication sur mesure aux côtés d'une source principale AS9100, fabriquant des pièces répondant aux spécifications aérospatiales en utilisant notre processus de fabrication personnalisé. Un certificat de conformité est expédié en standard pour chaque commande ; la certification EN 10204 3.1 mill est disponible sur demande.

Gamme de fixations et de quincailleries aérospatiales d'Accu.

Accu fournit nos fixations dans des matériaux de qualité aérospatiale et selon un procédé de fabrication personnalisé adapté aux spécifications des fixations aérospatiales spécifiques au dessin. Le tableau ci-dessous présente les familles de matériaux aérospatiaux que nous avons stockées et où les trouver sur le site.

Pourquoi les ingénieurs choisissent Accu pour les composants de qualité aérospatiale :

• Fabrication sur mesure à partir de 250£ pour des pièces spécifiques au dessin : formes de filetage UNJ conformes à la norme MIL-S-8879, matériaux et finitions spécialisés sans contraintes de quantité minimale de commande de niveau 1.

• Finitions spécialisées, notamment AccuBlack, AccuLock (patch bloquant le filetage pré-appliqué), Precote 80 et Anu-Lok 180.

• Gestion de la qualité ISO 9001:2015 auditée par Bureau Veritas. Le certificat de conformité est livré en standard sur chaque commande. La certification EN 10204 3.1 mill est disponible sur demande.

• Téléchargements gratuits de modèles CAO 3D depuis chaque page produit via un catalogue de fixations aérospatiales en ligne entièrement consultable couvrant plus de 750 000 références.

 

Emballage des fixations et de la quincaillerie aérospatiales.

Les spécifications des fixations aérospatiales et du matériel aéronautique sont un problème à quatre niveaux : famille, norme, matériau et finition.
Le bon fournisseur dépend de la position du dessin sur ces couches. Pour les pièces NAS, MS ou AN spécifiques au dessin sur une ligne d'approvisionnement aéronautique principale, un distributeur-revendeur AS9100 est la solution idéale.
Pour les matériaux de qualité aérospatiale en quantités précises, les volumes du prototype à la qualification et la fabrication sur mesure à partir de 250£ contre dessin, Accu est la solution idéale.
Les programmes de fabrication aérospatiale les plus avancés exploitent les deux itinéraires en parallèle.

Lectures complémentaires.

• Guide de l'ingénieur sur le titane : propriétés grade par grade, du grade 1 (commercialement pur) au grade 5 (Ti-6Al-4V).

• Types, qualités et finitions en acier inoxydable : référence couvrant A2, A4, Duplex, BUMAX et 17-4PH.

• Système de gestion de la qualité ISO 9001 : système de gestion de la qualité audité par le Bureau Veritas d'Accu.

 

Questions fréquemment posées.

Q : Que sont les fixations aérospatiales ?

R : Les fixations aérospatiales (également communément appelées attaches pour l'aviation, matériel aéronautique ou attaches pour aéronefs) sont des attaches mécaniques spécifiées selon les normes aérospatiales (AN, MS, NAS) avec des contrôles de matériau, de filetage, de finition et de traçabilité qui dépassent les spécifications générales des fixations industrielles.
Un avion de ligne en transporte entre 1,5 et 3 millions, chacun étant spécifié par un dessin technique et certifié selon une spécification de matériau AMS avec une piste d'audit remontant jusqu'au site de fusion.

Q : Quelle est la différence entre les fixations AN, MS et NAS ?

R : AN (Army-Navy), MS (Military Standard) et NAS (National Aerospace Standard) représentent trois époques qui se chevauchent dans la spécification des fixations aérospatiales américaines. AN date des années 1940, MS s'est développé à partir des années 1950 sous l'administration de la US Defense Logistics Agency, le NAS est géré par l'Aerospace Industries Association depuis 1941 et domine le nouveau design commercial. Tous les trois sont toujours utilisés sur les dessins d'exécution.

Q : Quel rôle jouent les éléments de fixation dans la fabrication aérospatiale ?

R : Les fixations aérospatiales constituent la principale méthode d'assemblage mécanique utilisée dans la fabrication aérospatiale pour l'assemblage de la structure de la cellule, des sections accessoires du moteur, du train d'atterrissage et des baies avioniques. Le choix des fixations détermine le poids, la résistance à la fatigue et la compatibilité galvanique sur l'ensemble de la cellule.

Q : Avec quoi sont généralement fabriqués les boulons d'avion ?

R : Les boulons d'avion sont généralement fabriqués à partir d'acier allié à haute résistance ou d'alliages aérospatiaux spécialisés, tels que le titane grade 5, l'A286, l'Inconel 718 et l'acier inoxydable durci par précipitation 17-4PH.

Pour optimiser leur résistance à la fatigue, les fils sont coupés selon un rayon de racine contrôlé (formulaire UNJ selon la norme MIL-S-8879) et laminés après un traitement thermique pour introduire une contrainte de compression résiduelle à la racine. Pour plus de sécurité, la tête ou la tige est fréquemment percée pour accueillir un fil de sécurité ou un écrou crénelé et une goupille fendue.
Un contrôle qualité strict nécessite des estampilles sur les composants pour identifier le fabricant et la norme en vigueur, ainsi qu'une certification complète des matériaux remontant à la chaleur d'origine de l'usine.

Q : Où puis-je trouver un catalogue de fixations aérospatiales ?

R : Les catalogues de fixations aérospatiales sont publiés par des fabricants spécialisés de fixations aérospatiales (LISI Aerospace, Howmet Aerospace, Cherry Aerospace) et des distributeurs de fixations aérospatiales certifiés AS9100 qui détiennent un inventaire NAS, MS et AN de la gamme de catalogues.
Pour les matériaux de qualité aérospatiale stockés en quantités précises plutôt que pour les lignes de catalogue numérotées NAS, Accu propose une sélection de fixations entièrement en ligne couvrant le titane de grade 5, le 17-4PH, le BUMAX et le duplex.

Q : Que sont les fixations captives dans les applications aérospatiales ?

R : Les vis imperdables utilisées dans les applications aérospatiales sont des vis maintenues dans le panneau ou la structure afin qu'elles ne puissent pas être perdues lors du retrait. La vis se détache du filetage correspondant lorsqu'elle est détachée, mais reste coincée dans le panneau par un anneau de retenue ou un clip à ressort. Cela empêche la formation de débris par corps étrangers (FOD) dans les zones critiques pour la sécurité et accélère les accès répétés lors de la maintenance planifiée. Les vis imperdables dominent les panneaux d'accès, les capots d'inspection amovibles et la structure de la soute avionique sur les cellules des avions commerciaux et militaires.

Q : Où puis-je me procurer des fixations spéciales pour les applications aérospatiales ?

R : Les fixations aérospatiales spécialisées sont divisées en deux itinéraires. Les pièces des catalogues NAS, MS et AN proviennent de stockistes-distributeurs AS9100 avec traçabilité aérospatiale. Les pièces spécifiques au dessin dans des matériaux spécialisés ou des formes de filetage non standard (UNJ, finitions spécialisées) proviennent d'un circuit de fabrication personnalisé tel que celui proposé par Accu.

Q : Un fournisseur a-t-il besoin de la certification AS9100 pour expédier des éléments de fixation aérospatiaux ?

R : Pour l'approvisionnement direct d'un programme d'avions de production sur demande avec un flux descendant de l'AS9100, oui : les exigences de l'AS9100 doivent être respectées.
Pour les travaux liés aux prototypes, à la qualification, à la R&D, aux étudiants et au sport automobile, la norme ISO 9001:2015 avec la certification des matériaux EN 10204 3.1 est généralement acceptable.
Programmes de fabrication aérospatiale matures à double source pour les deux types de fournisseurs.

Q : Pourquoi les dessins aérospatiaux spécifient-ils des filetages UNJ au lieu de filetages UN ?

R : Les dessins aérospatiaux spécifient les filetages UNJ (MIL-S-8879) par rapport aux filetages UN standard sur les joints critiques à la fatigue, car l'UNJ impose un rayon de racine plus grand et contrôlé proportionnel au pas du filetage. Ce rayon plus grand réduit la concentration de contraintes à la racine du fil, qui est le site de contrainte maximale sous une charge de traction cyclique. Les améliorations publiées en matière de résistance à la fatigue de trois à quatre fois supérieures à celles de l'ONU font de l'UNJ la solution par défaut en matière de boulonnage structurel aérospatial.

Q : Un boulon à haute résistance 12,9 standard peut-il remplacer une attache de qualité aérospatiale ?

R : Non. Une vis à tête cylindrique 12,9 (DIN 912, ISO 4762) répond aux exigences dimensionnelles et mécaniques de la norme ISO 898-1 mais ne répond pas aux spécifications du matériau AMS, à la forme de filetage UNJ contrôlée, à la finition aérospatiale et à la traçabilité au niveau des lots qu'un dessin de fixation aérospatiale exige.
Le remplacement d'un boulon de 12,9 sur un dessin aérospatial constitue une non-conformité, même si les valeurs de résistance nominale correspondent étroitement, car l'absence de certification est elle-même le problème.