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Procédés par fabrication des matières composites Présentés par: SOUNY Meriem FS

Procédés par fabrication des matières composites Présentés par: SOUNY Meriem FSIHI Khaoula HESNI Mohammed SEKKAK Merwane 1 Demandés par: Pr. LAKHAL Khalid Royaume du Maroc Ministère de d’Enseignement Supérieur de la Recherche Scientifique et de la Formation des Cadre Université Sultan Moulay Slimane Ecole Supérieure de Technologie - Beni Mellal Exposé sous le thème: Année universitaire : 2018/2019 Spécialité :Licence Professionnelle en Mécatronique Automobile Plan 2 Historique Introduction Types Exemples Conclusion 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 8 Avantages et inconvénients Mise en œuvre procédés Intérêt 7 7 1.Introduction La place des matériaux composites dans une automobile 2.Définition 4 • Un matériau composite est constitué de deux ou plusieurs matériaux dont les propriétés individuelles se combinent pour former un matériau hétérogène -Les composites grande diffusion GD: 95% -Les composites très haute performance HP 3.Historique 5 • 1er matériau composite naturel -Le bois -Le torchis ( mélange de terre séchée et de paille) • 1er matériau composite réalisé par l’homme - les arcs Mongols ( 2000 ans avant JC) -Les sabres japonais traditionnels ( plus 4000 couches). Arcs Mongols Sabres Japonais Torchis 4.L’intérêt des composites 6 • Offrent d’excellence propriété en traction, flexion, compression et cisaillement • Excellente absorption aux chocs • Résistance mécanique combinée leur faible densité 5.Sa Composition 7 Composition d’un matériau composite 5.Sa Composition: Matrices 8 • Matrices organiques: sont des résines polymères -Thermoplastiques: (a) il s’agit des granulés solides -Thermodurcissables: (b) précurseurs liquides après ajout d’un catalyseur • Matrices céramiques: (c) précurseurs liquides ou gazeux • Matrices métallique: sous forme métal fondu 5.Sa Composition: Renforts 9 • Les particules et les fibres courtes: incorporés directement à la matrice avant la mise en forme • Utilisent les résines, céramiques ou métaux non renforcés Particules Fibres courtes 5.Sa Composition: Renforts 10 • Fibres longues ayant la possibilité de choisir leur orientation • Renforcer la pièce dans les directions selon lesquelles elle est la plus sollicitée. Soit des plis ou nappes, pouvant être unidirectionnels) ou les fibres sont disposées « en vrac » dans toutes les directions du plan)  Soit des fils, formés de nombreuses fibres tressées entre elles, et fournis en bobines ; Soit des tissus plans préfabriqués à l'aide de ces fils, et fournis en rouleaux Plis ou nappes Fils Tissus Plans Sa Composition: Charges additifs 11 • Les charges sont des particules solides que l'on disperse au sein de la matrice • charges et additifs sont ajoutés au composite afin de lui conférer de nouvelles propriétés • permettre de remplir davantage de fonctions techniques • jouent un rôle essentiel dans l'obtention des propriétés des polymères Exemples de charges utilisées dans les matières composites 6.Types des composites: Matrices thermoplastique 12 • Présentés sous différentes formes ( granulés, Filament, Poudre, Plaque • Densité faible • Polymère durcit pour conserver sa forme • Ne génère aucune chaleur intrinsèque • Dans l’automobile , ces matrices sont généralement assocciés à différent types de fibre de verre carbone ou végétale Photos de TRE: thermoplastique renforcé estampable à base de polypropylène: 6.Types des composites: Matrices thermodurcissables 13 • Présentés sous différentes formes ( liquide ou poudre) • Les thermodurcissables ne se ramollissent pas sous l’effet de la chaleur • forment après polymérisation une structure chimique tridimensionnelle qui confère au produit final des propriétés physico-chimiques et mécaniques intéressantes Pièces automobile réalisées en matériaux composite thermoducissable 6.Types des composites: thermodurcissables carbone-carbones 14 • Le carbone carbone est un matériau composite d’une matrice en carbone et d’un renfort • Appartient à la famille des composites à hautes performances thermiques • Résistance mécanique exceptionnelles Disposition des fils dans un composite 3D à structure carbone carbone 6.Types des composites :Matrice et renfort métallique 15 • Matrice métallique e d’un renfort métallique ou céramique -Monophasé ( métal ou solution solide: magnésium..) -Multiphasé ( alliage durci par précipitation; aluminium et ses alliages • Meilleur tenus en température • Meilleur propriété mécanique • Meilleurc étancheité au gaz Exemple d’applications des composites à matrice métallique 6.Types des composites :à base d’élastomère 16 • Servent pour la réalisation de pneumatiques, tuyaux renforcés pour le transport des fluides sous pression • Regroupent les caoutchoucs naturels, les néoprènes, nitriles .. Mais aussi particulièrement les polyuréthanes et les silicones -Polyuréthanes; plastiques thermodurcissables -élastomères : exempts d’agents gonflants. Exemples d’utilisation des composites élastomère: 6.Types des composites: Bio- composites 17 • Basé sur des fibres végétales. • Les fibres principalement utilisées dans les bio composites sont le lin, le sisal et le kénaf. • Transformées sous-vide, par injection ou par compression, associées à des matrices polyester, époxy voire phénolique. • contrainte au développement des biocomposites reste la difficulté de produire de gros volumes de fibre (limitation des cultures) et la constance de la qualité des fibres. Capot roue de secours Mercedes Class A en fi bre naturelle: 7.Mise en forme des composites à matrices organiques: Procédés manuels 18 Etape1: Moulage au contact • il s'agit de réaliser un stratifié en déposant, alternativement, des couches de résine liquide et des couches de tissu • L'opérateur comprime le tout avec un rouleau, ce qui permet d'imprégner le tissu de résine et de chasser l'air. • Une fois la stratification terminée, l'ensemble est mis à solidifier dans une étuve ou à température ambiante 7.Mise en forme des composites à matrices organiques: Procédés manuels 19 Etape 2: moulage sous vide • il s'agit de recouvrir le stratifié, avant solidification, d'un tissu absorbant et de placer le tout sous une bâche (ou dans un sac) étanche dans lequel on fait un vide partiel à l'aide d'une pompe) • Cela plaque la bâche contre le stratifié et chasse partiellement l'excès de résine et les bulles. On parle alors de moulage sous vide. 20 Etape 3: infusion • utilise un moule ouvert et une bâche à vide ; sa particularité est que l'opérateur ne positionne que les différentes couches de tissus, et que la bâche à vide est reliée à un ou plusieurs pots de résine par des canaux d'alimentation. • Une fois le vide créé, la résine est aspirée sous la bâche et s'infiltre lentement dans les tissus. 7.Mise en forme des composites à matrices organiques: Procédés manuels 21 Etape 4: Solidification il est possible d'utiliser des pré-imprégnés, eux aussi disposés à la main dans un moule ; l'opérateur n'a alors plus à se soucier de contrôler le taux de résine, qui est en principe connu avec précision. La solidification s'effectue à haute température et sous pression, dans un sac à vide mis au four ou à l'autoclave 7.Mise en forme des composites à matrices organiques: Procédés manuels 22 • l'enroulement filamentaire destiné à fabriquer des tubes (souvent cylindriques de révolution, mais pas toujours ). • consisté à enrouler des fibres imprégnées de résine autour d'un mandrin jouant le rôle d'un moule intérieur. 7.Mise en forme des composites à matrices organiques: exemple Procédés automatisés 8. Mise en forme des composites à matrices céramiques et métalliques 23 • Matrices céramiques -Fabriquer une préforme, un tissu de mèches de fibres ayant la forme de la pièce -Densifier cette préforme, c ’est à dire déposer la matrice dans les vides du tissu, les mèches et également au sein des mèches (entre les fibres) • Matrices métalliques -Mis en forme par moulage sous pression -solidification 9. Composites dans l’automobile 24 La place des matériaux composites dans une automobile 9. Composites dans l’automobile 25 • Exemple de la façade avant technique: Utilisation des matériaux composites utilisés pour la fonction de façade Première utilisation sur Peugeot 405 en 1987 Utilisation de la seconde génération de matériaux pour cette TRE sur le Golf de VW Developpement de procédé d’injection compression Façade avant technique de la Citroe C5 9. Composites dans l’automobile 26 • Pièce de carosserie La première Citroën BX avait déjà en 1982 un capot et un hayon en thermodurcissable Utilsation des composites (SRIM, SMC) pour des caisses de pick up 9. Composites dans l’automobile 27 • Pièce de soubassement le soubassement des voitures est de plus en plus caréné pour Mercedes et Audi Developpement à celui de roue de secours en TRE 9. La répartition des différents procédés de transformation en fonction des besoins dans le secteur de l’automobile 28 Conclusion 29 Références http ://www.educauto.org/sites/www.educauto.org/files/ file_fields/2015/04/01/dossier_peda_materiaux_com posites_1.pdf https://slideplayer.fr/slide/5468403/ https:// www.anses.fr/fr/system/files/CHIM2008et0002Ra.pd f 30 31 Avez- Vous Des Question Merci de Votre Attentio uploads/s3/ expose-fabrication 1 .pdf