1

Matériaux CompositesProf. Rafic YOUNES

Master Mécanique 3M 15:00-18:00

Procédés de FabricationFabrication par MoulagePultrusionPultrusion Thermoplastique Injection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

2

Fabrication par Moulage

polyester, vinylester, phénoliquesmat ou tissu de Fibre de Verre

MatriceRenfort (30 à 40%)

`

Moulage par Contact

Fabrication par Moulage

`

Moulage par projection Simultané

Polyester essentiellementFibre de Verre coupée (longueur = 5 cm)

MatriceRenfort (25 à 30%)

3

Fabrication par Moulage

`

Moulage sous Vide

L’avantage principal de ce procédée est de fabriquer de pièces HP sans bulles d’air. Utilisable dans la fabrication de petites et moyennes pièces en séries moyennes

Fabrication par Moulage

`

Moulage par Injection de la résine : RTMPossibilité d’utiliser un taux de renfort élevé qui permettra d’obtenir de pièces de hautes caractéristiques mécaniques. Fabrication de pièces profondes et de formes complexes. Possibilité d’automatiser la fabrication

4

Procédés de FabricationFabrication par Moulage PultrusionPultrusion ThermoplastiqueInjection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

Pultrusion

1 - Bobines de rovingplacées sur un cantre

5

2 - Rovings passent dans un bain de résine

Pultrusion

3 - Passage des rovingsau travers d’une filière chauffée pour durcir la résine

Pultrusion

6

4. Profilés coupés à la longueur voulue

Pultrusion

12

ROVING

TENSION DEVICEPREHEATING

PULLING

HOT DIE

IMPREGNATION

COLD DIE

Pultrusion thermoplastique

7

Variation de section et profilsTolérances dimensionnellesParois finesInvestissement > 200k€

Procédé continuHaute teneur en fibresAutomatiséPièces finiesMatériaux bas coûts

Vitesse jusqu’à 3 m/min

Roving (glass, aramide)Renforts textilesRésines (UP, époxyde, thermoplastique)

Génie Civil : poutres, planchers, poteaux Industrial: tubes, tuyauteries

Limites

Avantages

Matériaux

Applications

Pultrusion

Procédés de FabricationFabrication par Moulage PultrusionPultrusion Thermoplastique Injection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

8

INJECTION des Thermoplastiques Renforcés

Commingling

Fibrescourtes100 µm

Fibres longues >1 mm – 35 mm

(Longueur initiale)

2. Semi-produits

INJECTION des Thermoplastiques Renforcés

9

INJECTION des Thermoplastiques Renforcés

Procédés de transformation

Pièces complexesGrandes cadencesPossibilité d’utiliser les mêmes machines que

l’injection TP classique

Coût des outillagesDégradation des fibres longues (fibres de

longueur nominale 12 – 25 mm)

Avantages

Inconvénients

Injection-CompressionExtrusion-Compression

INJECTION des Thermoplastiques Renforcés

10

Procédés de FabricationFabrication par Moulage PultrusionPultrusion Thermoplastique Injection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

Enroulement filamentaire

11

Fabrication de structures tubulaires ouvertes et fermées

Procédé mécanisé

Taux de fibre élevé

Tout type de résine

Enroulement filamentaire

Roller

Mandrel

IR ovens

Tensionner+

Speed detection

Hot pins

Heating source

Rovings

CreelGuide

Antistatic device Tape placement head

Enroulement filamentaire Thermoplastique

12

Procédés de FabricationFabrication par Moulage PultrusionPultrusion Thermoplastique Injection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

Moule cylindrique en rotation autour de son axe

Fabrication de viroles de grand diamètre

Basse pression

Matrice polyester insaturé avec charges minérales

Centrifugation

13

Procédés de FabricationFabrication par Moulage PultrusionPultrusion Thermoplastique Injection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

Estampage de feuilles composites

Utilise directement le savoir-faire issu de l’estampage des tôles métalliques (cadre serre-flanc)

Moulage des TRE

14

Procédés de FabricationFabrication par Moulage PultrusionPultrusion Thermoplastique Injection des Thermoplastiques RenforcésEnroulement FilamentaireEnroulement Filamentaire ThermoplastiqueCentrifugationMoulage des TRELe Marché des CompositesRecherche et Développement

Niveau mondial

Le Marché des Matériaux Composites

15

Le Marché des Matériaux Composites

Le Marché des Matériaux Composites

16

Le Marché des Matériaux Composites

> 50%

Le Marché des Matériaux Composites

17

Recherches et Développement

Recherches et Développement