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GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 15 2. Le

GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 15 2. Les technologies de mise en œuvre Les technologies dites en moule ouvert : 2.1. Moulage au contact Principe Procédé manuel pour la réalisation de pièces à partir de résines thermodurcissables, à température ambiante et sans pression. Les renforts sont déposés sur le moule et imprégnés de résine liquide, accélérée et catalysée. Après durcissement de la résine, la pièce est démoulée et détourée. MOULE Résine Renfort Ebulleur Résine + renfort Gelcoat Cas d'utilisation - Procédé pour petites séries : de 1 à 1000 pièces / an - Pièces de grandes à très grandes dimensions - Revêtement sur supports divers et in situ Caractéristiques principales Avantages Limites Très larges possibilités de forme Pas de limite dimensionnelle Une surface lisse gelcoatée (aspect, tenue à la corrosion) Propriétés mécaniques moyennes à bonnes Investissements spécifiques très faibles Moules simples, peu onéreux, rapides à réaliser en interne Une seule face lisse Nécessité de finition (détourage, perçage, etc.) Qualité tributaire de la main d'œuvre Faible cadence de production par moule Espace de travail important Conditions de travail médiocres Matières premières - Renforts : mats, tissus de fibre de verre, de carbone ou d'aramide (taux de renfort volumique allant jusqu’à 35 % dans le cas du verre) - Résines : polyesters, époxy, phénoliques, vinylesters - Divers : catalyseur, accélérateur, charges, pigments, agent de démoulage, acétone GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 16 Matériel - Moule : simple coque généralement en composite, éventuellement en plusieurs éléments assemblés - Outillages à mains : ciseaux, pinceaux, ébulleurs, pistolet à peinture ou gel-coateuse Energies - Electricité : éclairage, ventilation, chauffage - Air comprimé : motorisation outillage, démoulage Domaines d'application - Nautisme - Piscine - Génie chimique - Transport, carrosserie (petites séries) - Bâtiment, travaux public (coffrage) 2.2. Moulage par projection simultanée Principe Procédé manuel ou robotisé permettant la réalisation de pièces à partir de résines thermodurcissables à température ambiante et sans pression. Les matières premières sont mises en œuvre à l'aide d'une machine dite "de projection" comprenant : - un dispositif de coupe - projection du renfort (roving) - un ou deux pistolets projetant simultanément la résine Les fils coupés et la résine sont projetés sur la surface du moule puis compactés et ébullés à l'aide de rouleaux et d'ébulleurs. La résine préaccélérée est catalysée en continu lors de sa projection. GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 17 Cas d'utilisation - Production de pièces de moyennes à grandes dimensions - Recherche de réduction des coûts par rapport au contact - Petite et moyenne série Caractéristiques principales Avantages Limites Très larges possibilités de forme et dimensions Travail simplifié, suppression de la mise en forme obtenue directement par la projection Productivité plus élevée qu'au contact Coût du roving < mat Investissements très modérés Moules simples, peu onéreux, rapides à réaliser en interne Une seule face lisse Propriétés mécaniques moyenne Qualité tributaire de la main d'œuvre Conditions de travail très médiocres si absence d'agencements nécessaires Matières premières - Renfort : fibre de verre sous forme de roving assemblés, taux de renfort de 25 à 35 % en volume. - Résines : principalement polyesters mais aussi phénoliques ou hybrides - Divers : catalyseurs, accélérateur, pigments, charges, agent de démoulage, solvant Matériel - Moules en composites (simple coque) - Machine de projection (mélange interne ou externe) - Dispositif de ventilation, extraction des vapeurs de styrène - Petit outillage de stratification à la main Energies - Electricité : éclairage, ventilation, chauffage - Air comprimé : motorisation outillage, démoulage Applications - Production de bateaux - Revêtements - Bâtiments : façade, articles sanitaires - Travaux public : coffrages - Capotage industriel - Panneaux sandwiches pour camions isothermes GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 18 Les technologies dites en moule fermé : 2.3. Moulage sous vide Principe Le moulage sous vide s'effectue entre moule et contre-moule rigide, semi-rigide ou souple suivant la technologie de mis en oeuvre. Le renfort (mat, tissu, préforme) est placé à l'intérieur du moule ; la résine catalysée est versée sur le renfort. On utilise la pression qui s'exerce sur le moule lors de la mise sous vide pour répartir la résine et imprégner le renfort. La résine peut également être injectée par l'aspiration consécutive au vide. Cas d'utilisation - Production en petites séries de pièces nécessitant deux faces lisses - Amélioration des conditions de travail et d'hygiène (réduction des émanations de styrène) Caractéristiques principales Avantages Limites Deux faces lisses, éventuellement gelcoatées Qualité non tributaire de la main d'œuvre Qualité constante Bonne cadence de production Nécessite peu de surface Investissements très modérés Bonnes conditions de travail et d'hygiène Possibilités de formes plus réduites qu'au contact Mise au point parfois difficile Matières premières - Renforts : mats fils coupés ou fils continus, préformes, tissus - Résines : polyester, vinylester, phénolique, époxy - Divers : catalyseur, accélérateur, pigments, charges, agent de démoulage, solvant Matériel - Moules et contre-moules en composites ou pellicules souples - Pompes à vide avec réservoir tampon Energies Electricité, air comprimé souhaitable (démoulage) Domaines d'application - Bâtiment : coupoles d'éclairage zénithal - Transports : panneaux sandwiches pour caion isothermes, conteneurs - Pièces diverses : casques de protection enveloppants, capotages… GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 19 2.4. Moulage par injection basse pression de résine - RTM Principe Le moulage par injection de résine liquide RTM (Résine Transfert Molding) s'effectue entre moule et contre-moule rigides. Le renfort (mats, préforme, éventuellement tissus) est disposé dans l'entrefer du moule. Une fois celui-ci solidement fermé, la résine, accélérée et catalysée, est injectée sous faible pression (1.5 à 4 bars) à travers le renfort jusqu'au remplissage complet de l'empreinte. Après durcissement de la résine, le moule est ouvert et la pièce démoulée. joint d'étanchéité résine vide (entre 0,2 et 0,3 bars) vide de fermeture (0,9 bar) renfort moule matrice moule poinçon canne d'injection zone de pincement renfort contre-moule moule Cas d'utilisation - Procédé pour moyennes séries : 1000 - 10000 pièces/an - Pièces demandant une reproductibilité d'épaisseur Caractéristiques principales Avantages Limites Deux faces lisses, éventuellement gelcoatées Dimensions jusqu'à 7 m² Qualité non tributaire de la main d'œuvre Qualité constante Cadence de production élevée Nécessite peu de surface Investissements très modérés Bonnes conditions de travail et d'hygiène Limité aux formes peu ou moyennement complexes Taux de renforcement et caractéristiques mécaniques moyennes à élevées Nécessité d'effectuer des finitions post moulage Matières premières - Renforts : mats de fils coupés ou continu, préformes, voiles de surface ou/et tissus de verre, carbone, aramide. Taux de renfort : 20 - 60 % - Résines : polyesters, phénoliques (résols), époxydes, vinylesters - Divers : catalyseurs, accélérateur, pigments, charges, agents démoulants, solvant de rinçage GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 20 Matériel - Moule et contre-moule en composite rigides et résistants avec système de fermeture rapide. Variantes métallo-composites et métalliques. - Appareillage d'injection de résine : pot sous pression ou système à pompes doseuses - Appareillage de manutention des moules (ouverture/fermeture) Energies - Electricité, air comprimé Domaines d'application - Eléments de carrosserie pour véhicules de tourisme ou utilitaires - Petits articles sanitaires - Cuves de petites et moyennes dimensions - Capotages - Pièces industrielles diverses - Fourches de vélo, raquettes de tennis 2.5. Moulage à la presse à froid "voie humide" basse pression Principe Moulage à l'aide d'une presse à compression entre moule et contre-moule rigides en composite, initialement sans apport thermique extérieur. Moule ouvert, le renfort (mat) est posé sur la partie inférieure du moule et la résine, dotée d'un système catalytique très réactif, est versé en vrac sur le renfort. La fermeture du moule sous pression (2 à 4 bars) entraîne la répartition de la résine dans l'empreinte et l'imprégnation du renfort. Le durcissement de la résine est accéléré progressivement par l'élévation de température du moule due à l'exothermie de la réaction, ce qui permet un démoulage rapide. Les performances du procédé peuvent être considérablement améliorées par l'usage de moules métalloplastiques, voire métalliques, et d'un système de régulation thermique basse température. contre-moule moule composite résine renfort GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 21 Cas d'utilisation - Production en moyenne séries (500 à 5000 unités) Caractéristiques principales Avantages Limites Deux faces lisses Dimensions jusqu'à 7 m² Qualité non tributaire de la main d'œuvre Qualité constante Cadence de production élevée Nécessite peu de surface Investissements très modérés Conditions de travail et d'hygiène normales Limité aux formes peu complexes Limité aux dimensions moyennes (2m²) Durée de vie des moules courtes (1500 à 4000 pièces) Nécessité d'effectuer des finitions post moulage Matières premières - Renforts : mat de fils continus, liant basse solubilité - Résine : polyester - Divers : catalyseurs, accélérateurs, charges, pigments, agents démoulants Matériel - Presse compression basse pression (30 t/m² utiles) à vitesse de fermeture réglable - Moule et contre-moule : caissons en composites et béton de résine Energie - Electricité, air comprimé Domaines d'application - Capotages divers - Bacs de manutention GLOSSAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES – CARMA –Actualisation octobre 2006 22 2.6. L’infusion de résine sous uploads/Industriel/ composites.pdf