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Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites Lundi 16 février 2015, Université de Haute Alsace

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Quelques repères

Un centre associé du Cetim

Un CRITT (Centre régional d'innovation

et de transfert de technologie) de 45 personnesCentre associé du Cetim(Centre technique des industries mécaniques)Création 1977Environ 1400 interventions/an auprès de

500 entreprises différentes

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Matériaux Métalliques et SurfaceLes métiers du Cetim-Cermat Expertises, essais, innovation, conseil , formation

MMSIPCI2E

Ingénierie des Polymères et Composites

Ingénierie et Essais d'Endurance

RDP

R&Det Projets (R&D clients et R&D interne)

Page 4

2 thématiques fortes de recherche appliquée

Matériaux composites thermoplastiqueset recyclabilité IPC

Ingénierie des Polymères et Composites

Page 5

2 thématiques fortes de recherche appliquée

Nouveau procédé par voie T-RTM réactive

Nos Partenaires Nos financeurs Nos soutiens

Partenaires industriels

IPC

Ingénierie des Polymères et Composites

Page 6

Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Sommaire

1. Généralités sur les matériaux composites

2. Description des procédés traditionnels

3. Perspectives

Page 7

1. Généralités sur les matériaux composites

Définition :association d'un renfort fibreux long ou continu,et d'une matière plastique (matrice).Principaux avantages

Gain de masse

Absence de corrosion

Intégration de fonctions (formes géométriques) (Tenue aux agents chimiques) Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

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1. Généralités sur les matériaux composites

Principaux inconvénients

Sensibilité au vieillissement (eau, UV...)

Souplesse / acier

Tenu thermique / comportement au feu

Prix de la matière / acier

(Tenue aux agents chimiques) Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 9

1. Généralités sur les matériaux composites

Quels renforts ?

Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 10

1. Généralités sur les matériaux composites

Quelles matrices ?

TD TP= matière fusible (chaînes non liées entre elles) TD= matière infusible (chaînes liées entre elles) Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 11

1. Généralités sur les matériaux composites

19701960 1980 1990 2000 2010

2020

Composites

Thermoplastiques

(TP)

Substitution partielle

des composites TD + concurrence métaux

Production

industrielle

Composites

Thermodurs

(TD) Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 12

2. Description des procédé traditionnels

2.1 Moulage au contact (voie humide moule ouvert, TD)

2.2 Projection simultanée fibres + résine (TD)

2.3 Moulage RTM (moule fermé, TD)

2.4 Infusion (TD)

2.5 Compression SMC-BMC (TD)

2.6 Pultrusion (TD)

2.7 Enroulement filamentaire (TD)Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 13

2.1 Moulage au contact (voie humide moule ouvert, TD)

Composites concernés (verre/polyester et verre vinyl/ester)

Avantages: simplicité de mise en oeuvre, liberté de forme/taille, faibleinvestissement initial.Inconvénients: coût de la main d'oeuvre, toxicité à la mise en oeuvre (libérationde styrène), manque de reproductibilité du procédé.Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 14

2.2 Projection simultanée fibres + résine (TD)

Composites concernés (verre/polyester et verre vinyl/ester)

Avantages: productivité accrue/moulage au contact, liberté de forme/taille,possibilité d'automatisation.Inconvénients: production de déchets en périphérie, propriétésmécaniqueslimitées, manque de reproductibilité (contrôle de l'épaisseur), toxicité à la mise

en oeuvre.Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 15

2.3 Moulage RTM (moule fermé, TD)

RTM : Resin Transfert Moulding

- pose de nappes de fibres - fermeture du moule - remplissage du moule avec la résine - démoulage

Avantages : pas de libération de COV, épaisseur régulée, faces lisses.Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

RTM verre/époxy

Page 16

2.4 Infusion (TD)

Avantage : Moule économique

Intérêt : fabrication de très grandes pièces (pont de catamaran20m, temps d'infusion 4h)

Inconvénient : consommables (nombreux déchets)Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 17

2.4 Infusion (TD)Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 18

2.5 Compression SMC-BMC (TD)

SMC : Sheet Moulding Compound (grandes pièces, faibles épaisseurs) BMC : Bulk Moulding Compound (pièces épaisses) Composition : fibres de verre + charges minérales + UP catalysée et inhibée,

sous presse à chaud (50 à 100 bar / 120 à 150°C).Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

SMC SMC BMC BMC

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2.6 Pultrusion (TD)

Principe : les fibres imprégnées de résine, sont tirées à travers une filière chauffée. Application : profilés de structure, barres ou lames de renforcement, flèches d'arc...Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 20

2.7 Enroulement filamentaire (TD)

Principe : fibres imprégnées enroulées sur un mandrin tournant

Avantages :

Orientation des fibres maîtrisée

Très bonnes propriétés mécaniques (Vfélevée)

Surface intérieure lisse

Inconvénients:

Investissement conséquent

Procédé lent

Applications : tubes et profils fortement sollicités (réservoirs, silos, corps de

missiles, cannes à pêche, arbres de transmission, pales d'hélicoptère,Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

Page 21

3. Perspectives

Composites thermoplastiques : des couples matériaux/procédés de mieux en mieux maîtrisés

Enroulement filamentaire

Matériaux Procédés

...Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

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3. PerspectivesLes procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

22
5

Démoulage

Chauffage

1

Transfert

23 et 4

Formage + refroidissement

THERMOCOMPRESSION

Page 23

3. Perspectives THERMOCOMPRESSION

Triangle de suspension (partenariat CETIM, ONERA, PSA Peugeot Citroën, Compose Tool)

Adresse :

http://www.cetim.fr/fr/Actualites/Videos Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

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ENROULEMENT FILAMENTAIRELes procédés de mise en oeuvre des matériaux composites :

Les procédés traditionnels

3. Perspectives

Page 25

Les procédés de mise en oeuvre des matériaux composites : Les procédés traditionnelsMerci pour votre attention

Contact : Frédéric Ruch

fr@cetim-cermat.fr / 03 89 32 72 49)quotesdbs_dbs31.pdfusesText_37