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COMMUNIQUE DE PRESSE Paris, le 13 février 2019

Les JEC Innovation Awards célèbrent la coopération fructueuse entre les acteurs de la communauté composite. Au cours des 15 dernières années, les JEC Innovation Awards ont réuni 1 800 entreprises dans le monde entier. 177 entreprises et 433 partenaires ont été distingués pour l'excellence de leurs innovations composites. Les JEC Innovation Awards récompensent les champions des composites, sur la base de critères tels que l'implication des partenaires dans la chaîne de valeur, la technicité ou les applications commerciales des innovations. L'IMPRESSION 3D, UNE NOUVELLE CATÉGORIE EN 2019 « En 2019, 30 finalistes ont été sélectionnés par un jury international d'experts parmi plus de cent candidatures. Ils s'affrontent dans 10 catégories, dont la nouvelle catégorie Impression 3D. Le programme JEC Innovation Awards est emblématique et récompense les pionniers de l'innovation composite. L'impression 3D joue un nouveau rôle dans notre industrie. La combinaison de matériaux légers et résistants qui permet une grande liberté de conception avec une technologie autorisant des formes complexes est intéressante pour les industriels. De nombreux fabricants ont commencé à l'utiliser pour imprimer des pièces automobiles, des pièces d'avions ou des murs de bâtiments », analyse Franck GLOWACZ, Innovation Content Leader chez JEC Group. « En raison du très haut niveau des nominés, la cérémonie des JEC Innovation Awards devrait être très riche ! » UN JURY INTERNATIONAL PRESTIGIEUX • Anurag BANSAL, Manager Global Business Development, ACCIONA Infraestructuras • Christophe BINETRUY, Professeur, CE Nantes • Robert BUCHINGER, CEO, SUNLUMO Technology • Grahame BURROW, Président Monde, MAGNA EXTERIORS • Dominique DUBOIS, CEO, CARBOMAN Group • Karl-Heinz FUELLER, Responsable Matériaux Hybrides, Concepts et AMG, DAIMLER • Sung HA, Professeur, UNIVERSITÉ HANYANG • Murat OGUZ ARCAN, COO, Composites, Construction et Business Development, KORDSA • Henri SHIN, Director – R&D Composites Innovation Center, KOLON • Kiyoshi UZAWA, Professeur/Directeur (Ph.D), INNOVATIVE COMPOSITE CENTER RENDEZ-VOUS À LA CÉRÉMONIE DE REMISE DES PRIX ! La cérémonie de remise des JEC Innovation Awards aura lieu le mercredi 13 mars à 16h30 à l'Agora, à JEC World. L'accès à la cérémonie est gratuit, pour obtenir un badge visiteur : http://registration.jec-world.events/ Pour découvrir les finalistes, rendez-vous sur www.jec-world.event

KORDSA TEKNIK TEKSTIL : partenaire des JEC Innovation Awards

À PROPOS DE JEC GROUP : JEC Group est l’entreprise de référence dans le monde, entièrement dédiée au développement de canaux et de plateformes d’information et de rencontres professionnelles, au service du développement de l’industrie des matériaux composites et de la promotion de leurs applications. Éditeur du magazine de référence de l’industrie, JEC Composites Magazine, JEC Group pilote des programmes d’innovation à l’échelle mondiale et organise plusieurs événements à travers le monde, dont JEC World, le plus important salon international consacré aux matériaux composites et à leurs applications, qui se déroule chaque printemps à Paris. www.jeccomposites.com

DÉCOUVREZ LES 30 FINALISTES SÉLECTIONNÉS POUR LES JEC INNOVATION AWARDS 2019

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AÉRONAUTIQUE - APPLICATION STRUCTURE D’AILERON COMPOSITE DURCIE EN UNE SEULE ÉTAPE

Nominé pour un JEC Innovation Award : Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (République tchèque)

Partenaire associé : Aero Vodochody Aerospace a.s. (République tchèque)

Structure d'aileron pour section de caisson transversale, maintenue par une couche de fibres enroulée par robot avec durcissement en une étape. Procédé : production automatisée sans structure de noyau sandwich ni collage secondaire.

Principaux avantages :

Structure robuste et fiable

Pas de collage secondaire

Revêtement extérieur continu

Procédé de fabrication et de durcissement en une seule étape

Le processus de production peut être automatisé

L'innovation est un procédé d'application pour l'enroulement et la dépose de filaments assistée par robot, destiné à la production automatisée de structures d'ailes. Le procédé consiste à réaliser, par enroulement de fibres axiales, des profilés de différentes formes qui constituent des poutres en forme de caisson transversales. Les poutres en caisson réunies forment le profil de la section d'aile.

Avant le durcissement, les couches extérieures sont enroulées avec l'outillage toujours en place, ce qui permet de consolider les poutres internes et de réaliser la forme de l'aileron. La surface extérieure est ensuite compressée à l'aide d'un moule flexible sous vide à température ambiante et la pièce est durcie en une seule étape, sans aucune pièce secondaire collée. La surface est ensuite terminée.

AÉRONAUTIQUE - APPLICATION

STRUCTURE PRIMAIRE POUR FUSÉES SONDES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Deutsches Zentrum für Luft - und Raumfahrt E.V (Allemagne)

Partenaire associé : AFPT GmbH (Allemagne)

Composant en composite thermoplastique remplaçant une structure primaire purement métallique et permettant de gagner en légèreté grâce à des propriétés thermomécaniques adaptées.


Comportement structurel anisotrope optimisé

Réduction du poids, d'où une baisse de la consommation de carburant et des coûts

Procédé AFP thermoplastique in-situ avec un temps de production minimum

Un procédé de placement de fibres (AFP) automatisé utilisant des rubans thermoplastiques renforcés de fibres de carbone (CF-PEEK) a été employé pour fabriquer une structure primaire destinée aux missions de sondage par fusées. Cette pièce remplace un composant métallique traditionnel, contribuant ainsi à développer l'usage des composites dans les applications spatiales. Contrairement à d'autres procédés AFP utilisant des matériaux thermoplastiques, aucun procédé de post-consolidation n'était nécessaire pour assurer l'intégrité structurelle.

Cette méthode de fabrication en une seule étape (in situ) était un objectif de longue date pour la communauté des thermoplastiques car elle élimine les longs et coûteux processus de mise sous vide. La méthode utilisée pour produire ce composant présente également un avantage significatif par rapport aux procédés d'enroulement, où les intersections des rovings entraînent des ondulations des fibres et donc une perte de rigidité et de résistance. Au lieu de cela, d'excellentes tolérances géométriques et une remarquable qualité de consolidation entre les couches ont été obtenues.

Ceci a été vérifié par échographie, radiographie et thermographie infrarouge non destructive. Les charges opérationnelles sont transférées à la structure par les rivets à vis HI-LOK. Les essais de qualification sous compression, flexion et cisaillement ont été menés à bien en 2018. Avec son lancement imminent dans le cadre de la mission DLR ATEK (VSB-30), ce composant s’affirme comme l'un, sinon le premier, des composants produits in situ par AFP à jouer un rôle majeur en vol réel.

AÉRONAUTIQUE - APPLICATION

FORMAGE PAR INJECTION D’ENGRENAGES SUR ARBRES D’ENTRAÎNEMENT EN CF-PAEK

Nominé pour un JEC Innovation Award : Herone (Allemagne)

Partenaires associés : TU Dresden (Allemagne), Victrex Europa GmbH (Allemagne)

Formage par injection de profilés en composites CF-PAEK avec un matériau CF-PEEK - une progression intelligente de la technologie de surmoulage qui permet d’atteindre un niveau inégalé de résistance pour l’assemblage des profilés composites intégrés.


Meilleure qualité des pièces grâce au préformage textile de rubans UD (porosité < 0,5%)

La technologie de consolidation d’Herone permet des temps de cycle de 15 minutes

Le formage par injection permet la conception d'une pièce intégrale pour une solution entièrement thermoplastique

Conception intégrée pour réduire le nombre de pièces et les coûts d'assemblage

Performances accrues grâce à la combinaison d'une liaison cohésive et d'un verrouillage de forme

Le système d'arbre d'entraînement en CF-PAEK avec engrenages entièrement en thermoplastiques (par ex. pour les mécanismes de fermeture de portes d'avion) démontre le concept de fonctionnalisation des profils creux en CF-PAEK à l'aide d'un matériau CF-PEEK en utilisant la technologie de formage par injection inventée par Herone. Dans la première étape du processus, des rubans thermoplastiques UD sont tressés pour charger des préformes de ruban adaptées, appelées organoTubes. Grâce à l'utilisation de rubans UD thermoplastiques entièrement consolidés, l'étape délicate et fastidieuse d'imprégnation des fibres est terminée avant le préformage.

Ceci augmente considérablement l'efficacité du processus et garantit une qualité optimale pour le corps de l'arbre. De plus, le tressage permet d'obtenir des taux de dépôt élevés et rend ainsi le procédé adapté à une production industrielle à grande échelle. Les organoTubes en CF-PAEK sont ensuite moulés sur des corps d'arbre d'entraînement consolidés en utilisant la technologie de moulage exclusive d’Herone. Dans une deuxième étape, les engrenages sont injectés sur le corps consolidé de l'arbre d'entraînement. En utilisant la chaleur et la pression du composé d'injection, l'arbre d'entraînement est thermoformé pour créer une connexion de forme entre le corps de l'arbre composite et l'engrenage moulé par injection.

Ainsi, la liaison cohésive entre le corps composite et l'engrenage est renforcée par un verrouillage de forme supplémentaire. L'arbre d'entraînement est fabriqué à partir de la bande UD Victrex constituée du nouveau polymère PAEK VICTREX AE™ 250, avec une température de fusion inférieure d'environ 230°C à celle du PEEK classique. L'engrenage est réalisé en PEEK 90HMF40 renforcé de fibres de carbone courtes de Victrex. Grâce au choix d'un matériau offrant une température de fusion inférieure de 230°C, il n'est plus nécessaire de préchauffer l'arbre au-dessus de sa température de fusion avant le formage par injection.

Cela améliore considérablement l‘usage des ressources, la fiabilité des processus et la solidité de l'interface.

AÉRONAUTIQUE - PROCÉDÉ

PROCÉDÉ DE FABRICATION AUTOMATISÉ A+ GLIDE FORMING

Nominé pour un JEC Innovation Award : Laboratoires Applus+ (Espagne)

A+ Glide Forming est un nouveau procédé continu utilisé pour réaliser des longerons en CFRP de forme complexe en une seule opération. Il s'agit d'une solution de formage polyvalente, à haute productivité et faible niveau d'investissement.


Qualité : possibilité de former des pièces longues et profilées de haute qualité sans "rides"

Grande flexibilité : une seule machine pour de nombreux longerons différents

Rentabilité : productivité élevée, une seule machine pour des formes différentes

Economie d'énergie : pas de chauffage de l'outil, outil et procédé très simples

Les nouvelles structures d'avion en composites sont constituées de panneaux renforcés par des longerons, qu'il s'agisse de cadres ou de nervures. Les longerons de fuselage typiques sont des sections oméga, tandis que les longerons en T sont plutôt utilisés pour les ailes. Les longerons sont généralement des pièces longues et étroites. Les longerons de fuselage peuvent mesurer de 4 à 12 mètres de longueur, et les longerons d'ailes jusqu'à 40 mètres sur un avion de grande taille.

La technologie A+ Glide Forming a été développée pour réaliser des longerons longs et galbés à partir de couches préimprégnées plates et de pleine épaisseur réalisées sur des machines de pose automatique de bandes (ATL) ou de dépose de fibres avancée (AFP). Cette technologie innovante permet de produire des longerons galbés de différentes sections, longueurs, épaisseurs et courbures à l'aide d'une seule machine qui accepte différents outils.


DOSSIER DE SIÈGE AÉRODYNAMIQUE EN COMPOSITE 16 G CONFORME À LA NORME FST

Nominé pour un JEC Innovation Award : Cecence (Royaume-Uni)

Partenaires associés : Acro Aircraft Seating LTD (Royaume-Uni), FTI (Royaume-Uni)

Dossier de siège entièrement en composite carbone 16 g moulé par pressage à chaud rapide, conforme à la norme FST par nature et ne nécessitant donc pas de revêtement ignifuge, et offrant une surface prête à peindre dès la sortie du moule.


Procédé quasiment sans consommables, générant peu de déchets

Le moulage rapide par pressage à chaud de matériaux à durcissement ultrarapide réduit les coûts de fabrication

Les systèmes phénoliques et les biorésines sont moins coûteux que les systèmes époxy

Le potentiel de moulage à cotes finies élimine les besoins de traitement ultérieurs

Cette avancée est un pas de plus vers le moulage d'une pièce complète en une seule étape

Cecence a démontré qu'il est possible de fabriquer par compression à chaud un dossier de siège en composite carbone léger entièrement conforme, capable de satisfaire aux exigences de la FST et aux critères de blessure à la tête (HIC) 16 g. Ce dossier de siège, qui est désormais en service, fait partie intégrante du siège Acro homologué pour la gamme Airbus. L'exploitant de l'avion dispose d'un produit offrant une esthétique agréable et une finition lisse, qui atteint l'objectif de poids.

Ce matériau a permis aux ingénieurs concepteurs d'Acro de créer des formes qui n'auraient pas été possibles en métal et d'économiser de l'espace à l’intérieur de l'avion afin d'améliorer le confort des passagers.

La percée technologique de cette innovation réside à la fois dans le procédé de fabrication rapide et dans le dossier de siège à proprement parler, pour lequel la conformité FST est intégrée à l'élément structurel et ne dépend pas d'un habillage supplémentaire jouant le rôle de barrière coupe-feu.

Cecence a investi massivement dans la recherche et le développement, la conception et l'ingénierie afin de proposer un matériau structurel conforme à la norme FST, facile à travailler, rapide à traiter et présentant un excellent état de surface. La société a travaillé en étroite collaboration avec le fabricant de préimprégnés FTI pour combiner la sélection et l'orientation des fibres de carbone de Cecence avec un système de résine phénolique ,sans formaldéhyde ,sans danger pour les personnels de fabrication.


PROCÉDÉ DE FABRICATION « ZÉRO DÉFAUT »

Nominé pour un JEC Innovation Award : Profactor GmbH (Autriche)

Partenaires associés : Airbus Defence and Space GmbH (Allemagne), Danobat (Espagne), Dassault Systemes SA (France), FIDAMC- Fundación para la Investigación, Desarrollo y Aplicación de Materiales Compuestos (Espagne), IDEKO S. COOP (Espagne), InFactory Solutions GmbH (Allemagne), M. Torres Diseños Industriales SA (Espagne), Profactor GmbH (Autriche)

L’innovation est un procédé de fabrication « zéro défaut » pour pièces composites de grande dimension. Il utilise des systèmes de surveillance en ligne et d'aide à la décision pour éviter que les défauts ne soient détectés qu'au stade des essais non destructifs finaux.


Aucun défaut (ou nombre très réduit) détecté lors de l'essai non destructif final

Gains de productivité substantiels lors du procédé grâce à l'automatisation de l'inspection

Optimisation des processus d’infusion et de durcissement grâce à la rétroaction directe du capteur

Décisions qualifiées de reprise d’après l'analyse de la pièce telle qu'elle a été fabriquée

Vue globale de l'ensemble du processus grâce à la simulation du flux de pièces

Au cœur du processus de fabrication « zéro défaut » se trouvent les processus de placement automatisé des fibres sèches (DFP) et de placement automatisé des matériaux secs (ADMP), ainsi que les processus d'infusion et de durcissement qui s'ensuivent. La chaîne de traitement comporte quatre étapes :

(1) Un système de contrôle de la qualité en ligne balaie le matériau déposé pendant le processus de stratification, fournissant une rétroaction immédiate sur tout problème de qualité éventuel. Une fois la couche terminée, l'opérateur de la machine peut immédiatement lancer toute reprise si nécessaire ou passer à la couche suivante. Aucune inspection manuelle n'est requise après chaque couche.

(2) La surveillance du procédé pendant le processus d'infusion et de durcissement génère des informations qui ne peuvent pas encore être contrôlées directement. Grâce à l'intégration d'un capteur, le front d’écoulement pendant l'infusion, la température et l'état de durcissement peuvent être mesurés sur l'ensemble du parcours du capteur (et pas seulement dans une position donnée). Cela permet une analyse détaillée du processus, afin qu'il puisse être arrêté au bon moment.

(3) Les données relatives aux défauts sont collectées dans une « base de données de fabrication » qui est ensuite utilisée avec des méthodes par éléments finis pour calculer l'impact des défauts sur la résistance mécanique de la pièce. Cela permet d'évaluer la pièce au fur et à mesure de sa fabrication et constitue un intrant important pour les processus de reprise.

(4) Un outil d'aide à la décision fusionne toutes les sources de données ci-dessus et les combine avec une simulation du flux logistique des pièces. Ces informations sont présentées à l'opérateur pour l'aider à décider des différentes stratégies de reprise. Grâce à ces étapes de surveillance du processus, un large éventail de défauts classiques peuvent être détectés et retravaillés si nécessaire, de sorte que le nombre de défauts (s'il y en a) qui apparaissent pendant l'inspection de fin de ligne est considérablement réduit.

AUTOMOBILE - APPLICATION PATCHS COMPOSITES POUR UNE MEILLEURE PERFORMANCE NVH

Nominé pour un JEC Innovation Award : Hexcel (UK)

Partenaire associé : Saint Jean Industries (France)

Le renforcement local de sous-châssis en aluminium optimisés avec des patchs de carbone HexPly® d'Hexcel a permis d’améliorer de manière significative leurs performances acoustiques et vibratoires tout en minimisant le poids supplémentaire.


Amélioration des performances en matière de bruit et de vibrations (NVH)

Rapport rigidité/poids optimisé

Coûts de production réduits et flexibilité de production

Confort accru du conducteur

Économies d'énergie

Hexcel et Saint Jean Industries ont travaillé ensemble sur un projet innovant pour trouver une solution permettant d'améliorer les performances acoustiques et vibratoires (NVH), notamment sur les véhicules électriques, tout en maintenant le meilleur rapport rigidité/poids des châssis en aluminium léger.

Hexcel a fourni des patchs de carbone développés avec un logiciel de simulation interne, spécialement conçus pour renforcer localement les pièces en aluminium et apporter des fonctionnalités supplémentaires de gestion du bruit et des vibrations.

Les patchs préimprégnés HexPly® sont constitués de fibres de carbone unidirectionnelles et d'une matrice époxy. Ce préimprégné à durcissement rapide polymérise et se lie au métal en une seule étape très efficace. Les pièces durcies peuvent facilement résister aux conditions extrêmes de température et d'humidité auxquelles sont soumis les sous-châssis. La résine durcit en deux minutes à 170°C, avec une température de transition vitreuse de 145°C. Un léger voile de verre entre l'aluminium et le carbone évite toute corrosion galvanique. Saint Jean Industries a testé la nouvelle technologie sur un châssis arrière en aluminium de 18,5 kg destiné à un véhicule de série.

Une analyse modale a été effectuée sur la gamme de fréquences du sous-châssis, couvrant les différents types de moteurs dans toute la gamme de vitesse des véhicules. Sur la base de l'analyse SJI, Hexcel a calculé les couches de carbone et les orientations requises tout en optimisant les performances mécaniques en termes de réponse aux vibrations.

La géométrie et la position des zones de renforcement sur la pièce ont été étudiées dans des simulations de vibrations. Au total, 500 grammes de matériau composite ont été ajoutés à la structure. Une fois raidi, le démonstrateur a de nouveau été testé au banc d'essai.

Une modification significative des fréquences propres a été observée, de 10 à 25 Hz. Les résultats des tests permettent de conclure que l'utilisation des patchs préimprégnés d'Hexcel améliore les caractéristiques vibratoires du sous-châssis et aide à contrôler les performances et le poids de la pièce.

AUTOMOBILE - APPLICATION

PLANCHER LÉGER EN CARBONE LCF

Nominé pour un JEC Innovation Award : Kandge Composites Co., Ltd. (Chine)

Partenaires associés : Kangde Composites Co., Ltd. (Chine), KDX Europe Composites R&D Center GmbH (Allemagne), KDX Roding Europe Automobile Design Center GmbH (Allemagne), NIO (Allemagne)

Plancher arrière de véhicule en composite carbone hautement intégré pour un poids réduit, une sécurité exceptionnelle et des performances améliorées. Une application rentable et à grand volume, conçue et fabriquée en série en Chine.


Rentabilité : cotes semi-finies ; réduction des coûts d'outillage et de mise en œuvre

Performances : résistance à la torsion 44930 N-m ; sécurité NCAP 5 étoiles ; durabilité accrue

Légèreté : >30 % de gain de poids par rapport à l'aluminium de base ; plus grande efficacité du système

Volume élevé : temps de cycle faible (2,5 min) ; procédé entièrement automatisé ; niveau de traitement JPH 20/h

Réseau mondial : de l'ingénierie à la production ; de l'esquisse à la SOP ; fournisseurs mondiaux

Le Lightweight Carbon Floor (LCF) NIO est un module composite qui combine une intégration fonctionnelle élevée et un bon rapport coût-efficacité pour la production en grand volume. Le LCF vient renforcer toute la partie arrière de la caisse en blanc et se compose de trois sous-ensembles principaux en CFRP.

La phase de conception s'est concentrée sur quatre aspects :

1) Intégration fonctionnelle : le LCF couvre les cas de charge et les exigences les plus critiques, de la rigidité/NVH, en passant par la sécurité en cas de collision jusqu‘à la durabilité sous charge

2) Conception optimisée du chemin de charge : des boucles d'optimisation des couches ont été réalisées sur la base des exigences fonctionnelles pour obtenir de meilleures performances d'allègement

3) Conception basée sur la production : les directives de conception ont été prises en compte dès le début pour permettre une phase de production plus fluide en utilisant la dernière technologie WCM

4) Conception multi-matériaux : le LCF du NIO ES6 est intégré à une structure de caisse en blanc en aluminium. Des défis tels que le différentiel d'allongement thermique entre la fibre de carbone et l'aluminium, la corrosion de contact, l'assemblage par collage (deux types), les inserts, les goujons de liaison et les fixations ont été gérés et validés par CAE et par des essais physiques.

Les fibres (FC haute résistance 50K), les textiles (nappe NCF 150/300 gsm) et le système de résine (époxy bicomposant à durcissment rapide) ont été sélectionnés de manière à obtenir le meilleur compromis entre rentabilité et propriétés mécaniques. La validation multiniveaux a été effectuée de l'article/coupon au niveau du système/véhicule, en passant par le composant et le sous-système.

La solution de mise en œuvre et d'assemblage est compétitive en termes de coûts grâce à l'optimisation continue du processus et à un processus entièrement automatisé pour la production des pièces et l'assemblage des véhicules (application de colle, placement des pièces et durcissement IR), à des coûts de main-d'œuvre et d'énergie réduits. En outre, l'efficacité de la plateforme de fabrication intelligente Industry 4.0 (Groupe Kangde) améliore continuellement le processus grâce aux données générées.

Les principaux avantages sont une baisse de 50% des coûts d'outillage par rapport à l'emboutissage de métal, une réduction de 30% des coûts de mise en œuvre, des cotes semi-finies grâce au taux d'utilisation élevé du matériau, des temps de cycle réduits (2,5 min) et un niveau de processus de JPH 20/h chez NIO.

AUTOMOBILE - APPLICATION

RAILS DE GUIDAGE EN COMPOSITES POUR TOIT PANORAMIQUE À PARE-SOLEIL COULISSANT

Nominé pour un JEC Innovation Award : Polymères Polyscope (Pays-Bas)

C'est la première fois qu'un composite thermoplastique remplace avec succès l'aluminium pour des rails de guidage de module de toit panoramique à pare-soleil coulissant.


Unité enfichable, installation par robot en une étape, élimine 2 à 3 étapes d'assemblage

Plus d'espace au-dessus de la tête du passager

Le moule modulaire familial permet de réduire les coûts d'outillage et de production. Économie totale : 20%

Les rails de guidage traditionnels en profilés d'aluminium extrudés pour toits panoramiques nécessitent plus de temps et de main d'œuvre pour terminer l'assemblage des sous-composants du toit avant le montage du système sur le toit du véhicule sur la chaîne de montage. Un module pré-testé est maintenant disponible et prêt à être installé par un robot en une seule étape.

Les rails en composites sont moulés par injection à partir d'un composite d'anhydride maléique de styrène/acrylonitrile butadiène-styrène renforcé de 15% de verre (SMA/ABS-GF) pour obtenir des dimensions précises, des tolérances serrées, une bonne rigidité et résistance ainsi qu’une excellente liaison aux substructures métalliques et vitrées par un adhésif structurel polyuréthane (PUR).

AUTOMOBILE - PROCÉDÉ

FABRICATION RAPIDE DE COMPOSITES TP COMPLEXES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Evopro Systems Engineering Kft. (Hongrie)

Partenaires associés : eCon Engineering Kft. (Hongrie), HD Composite Zrt. (Hongrie), Université de technologie et d'économie de Budapest, Faculté de génie mécanique (Hongrie) et Académie hongroise des sciences, Centre de recherche en sciences naturelles (Hongrie)

Production automatisée et à cycle court de composites polymères thermoplastiques avec un accent particulier sur l'intégration fonctionnelle élevée, la complexité et la recyclabilité des pièces, basée sur la technologie T-RTM.


Sandwichs structuraux en composite PA6 homogènes et recyclables pour une rigidité élevée

Composite revêtu de PA6 recyclable et homogène, pour une surface proche de la classe A

Production automatisée et rapide avec fabricatoin Industry 4.0

Meilleur niveau d'intégration fonctionnelle des pièces composites

Jusqu'à 20 % de réduction du coût de fabrication des composites structuraux

Le programme de R&D d'Evopro se concentre sur la production automatisée et à grande vitesse de composites pour les applications automobiles. La société a largement développé la technologie T-RTM pour produire des pièces composites structurelles basées sur une matrice PA6. L'objectif était d'utiliser le T-RTM avec polymérisation in situ de l'E-caprolactame, ainsi qu’un procédé de préformage entièrement automatisé, selon les principes de la norme Industry 4.0.

La technologie est déjà connue avec l'application du surmoulage/rétro-injection (avec moulage par injection) et des résultats ont été publiés au cours des dernières années, et présentés à JEC World également. Evopro a franchi des étapes importantes dans le cadre de son programme de création de structures sandwich parfaitement homogènes avec âme et enveloppe en PA6 (pour améliorer les propriétés mécaniques et la recyclabilité), avec application d’un revêtement en PA6 dans le moule pour créer une surface proche de la classe A.

Les structures sandwich permettent de réaliser des pièces composites à faible densité et haute rigidité dimensionnelle. Habituellement, les mousses à cellules fermées telles que les mousses PES, PET, PVC ou PU, le balsa et les nids d'abeilles sont utilisés comme matériaux d’âme.

L‘utilisation de ces matériaux d’âme poserait des difficultés dans le recyclage des composites à base de PA6. Avec cette solution, des âmes en mousse PA6 peuvent être utilisées dans les composites à base de PA6 afin de créer des structures sandwich homogènes pour une recyclabilité optimale, un atout clé dans les applications automobiles.

La qualité de surface des composites thermoplastiques renforcés de fibres continues ne permet pas de les utiliser pour les surfaces visibles en raison du retrait des polymères et de la visibilité des fibres. La technologie dans le moule est une solution connue dans le cas du SMC, par exemple, et d'autres procédés basés sur des matériaux thermodurcissables, mais l'application d'un revêtement thermodurcissable ne permet pas le recyclage des pièces composites PA6 car le complexe de matériaux n’est pas homogène. Avec le procédé Evopro, un revêtement de surface à base de PA6 peut être créé sur des pièces composites à base de PA6 avec revêtement dans le moule. Ce procédé permet l'utilisation de différentes charges, pigments et additifs.


ÉVOLUTION DE LA MISE EN PEINTURE DES PANNEAUX DE CARROSSERIE AUTOMOBILE EN CFRP

Nominé pour un JEC Innovation Award : Hyundai Motor Group (Corée du Sud)

Partenaires associés : Hyundai Motor Group (Corée du Sud), Hyundai Steel Company (Corée du Sud), Hyundai Motor Group - Laboratoire de recherche sur les polymères (Corée du Sud), Mitsubishi Chemical Corporation (Japon), SK Chemicals (Corée du Sud)

Cette innovation met en lumière les défis que pose l'obtention d'un fini de surface de classe A avec les procédés de peinture en ligne. Elle propose une nouvelle méthode de fabrication d'un couvercle de coffre en CFRP basée sur les procédés PCM et SMC.


Peinture en ligne des CFRP pour la production en série, afin de résoudre les problèmes de correspondance des couleurs

Surface de classe A avec un procédé de peinture automobile classique

Économie d'énergie lors du processus de peinture grâce à une couche de vernis transparent 2K durcissable à basse température

Couvercle de coffre en CFRP léger avec un gain de poids de 60 % grâce à l'optimisation de la conception

Production à haute cadence de préimprégnés PCM durcissant en 5 minutes

Les pièces en CFRP destinées à l'industrie automobile devraient être fabriquées selon des procédures d'ingénierie bien définies, à l'aide d'un procédé de fabrication qualifié dans des installations adaptées aux besoins. Le procédé en autoclave est le plus couramment utilisé pour produire des structures de haute qualité dans l'industrie des composites, mais il a ses inconvénients. En raison de ses lacunes, il était nécessaire de mettre au point un procédé de fabrication peu coûteux et de haute qualité. Le nouveau couvercle de coffre multi-matériaux développé par Hyundai Motor Group utilise deux nouvelles techniques de durcissement (PCM et SMC à fibre de carbone) pour la production en série. Il a été adopté pour la Genesis G70, la nouvelle berline de luxe du groupe Hyundai Motor, qui a remporté le prix de la Voiture de l'année 2019 de Motor Trend.

Ce couvercle de coffre permet de réduire substantiellement le poids (jusqu'à 60%, soit 6,4 kg d’allègement par rapport aux structures classiques en acier) et de réaliser des composants très performants. Le panneau extérieur de carrosserie utilise 5 à 6 plis de préimprégné unidirectionnel et le panneau intérieur est renforcé de SMC fibre de carbone de 1,6 à 3,5 mm d'épaisseur en plusieurs points afin de réduire les concentrations de contraintes. Le concept a été évalué sur la base d'analyses numériques par éléments finis et une série d'essais structuraux portant sur la durabilité répétitive en ouverture et en fermeture, les défauts de surface et la durabilité environnementale à long terme, ont été effectués.

Cette innovation peut être mise en œuvre en introduisant un nouveau primaire non conducteur (acryl-oléfine) et une couche de finition lors de la mise en peinture des panneaux en CFRP de carrosserie automobile. Des essais de suivi ont montré que les panneaux en CFRP ayant reçu une seule couche d'apprêt après sablage au jet de sable automatisé permettent d'éliminer la texture de la fibre. Une couche d'apprêt épaisse et non conductrice permet une peinture en ligne et une adhérence suffisante au revêtement intermédiaire en augmentant la tension superficielle sur le substrat en CFRP. La qualité de surface est équivalente à celle des pièces en acier classiques selon des critères combinés tels que le brillant, la matité et l'aspect peau d'orange.


FIBERJECT- PIÈCES D'ASPECT 3D EN CARBONE ET THERMOPLASTIQUE

Nominé pour un JEC Innovation Award : Mubea Carbo Tech GmbH (Autriche)

Partenaires associés : Mubea Carbo Tech GmbH (Autriche), Porsche AG (Allemagne)

Fabrication par Fiberject de pièces d'aspect en carbone de forme complexe, entièrement intégrées et de haute précision pour des volumes importants en utilisant une matrice thermoplastique.


Bon aspect visuel, plus grande clarté et meilleur effet de profondeur que le CFRP standard

Possibilité de fabriquer des pièces d'aspect complexes en CFRP à l'aide de thermoplastiques

85% de réduction du temps de cycle et jusqu'à 50% de réduction des coûts

Utilisable à l'intérieur et à l'extérieur avec la possibilité d'éviter les COV

Recyclabilité grâce à l'utilisation d'une matrice thermoplastique

Les pièces d'aspect en CFRP courantes sont fabriquées à partir de préimprégnés ou de feuilles thermoplastiques. Les pièces cosmétiques en CFRP utilisant des résines thermodurcissables sont limitées en taille de lot et en productivité, car de nombreuses étapes du processus exigent un travail manuel précis et les temps de cycle de préformage, de durcissement et de finition sont déjà proches de leurs limites techniques.

De plus, les éléments fonctionnels tels que les clips ou les points de fixation doivent être fabriqués séparément et collés sur le composant. Les feuilles thermoplastiques ont des limites techniques. Il n'est pas possible de réaliser des formes complexes avec des degrés élevés de drapés, de contre-dépouilles ou de lignes fendues. Les limites décrites des préimprégnés thermodurcissables et des feuilles thermoplastiques interdisent la production en grandes quantités de pièces d'aspect de forme complexe et entièrement intégrées en CFRP . Dans ce contexte, Mubea Carbo Tech GmbH (MCT), Salzbourg, Autriche, a mis au point un nouveau procédé pour produire une feuille 3D qui combine la liberté de conception des applications thermodurcissables conventionnelles et les multiples avantages de la production en série de thermoplastiques. Pour valider cette technologie, MCT a collaboré avec Porsche AG (Stuttgart, Allemagne) et a produit une pièce d'aspect en CFRP basée sur une géométrie de produit de série. Grâce à son procédé breveté, MCT parvient à produire les formes les plus exigeantes de pièces d'aspect en CFRP en utilisant des thermoplastiques sans plis ni déformation.

Ces produits intermédiaires peuvent être rétroformés afin d'intégrer des éléments fonctionnels aux pièces. Cette étape du processus permet une fonctionnalisation avec une précision de positionnement nettement supérieure à celle du collage manuel. Les produits finis présentent une qualité de surface supérieure à celle des produits de pointe car la couche de surface thermoplastique compense les marques d'enfoncement, même après les essais climatiques. Pour répondre aux exigences les plus élevées des normes automobiles, un composé thermoplastique sur mesure a été développé. Ce composé permet également une application à l'extérieur sans couche protectrice transparente.

CONSTRUCTION & INFRASTRUCTURE ARMATURES PLIABLES EN COMPOSITE TP POUR BÉTON

Nominé pour un JEC Innovation Award : Arkema (France)

Partenaires associés : Arkema (France), National Cooperative Highway Research Program - NCHRP (États-Unis), Sireg (Italie), Université de Miami (États-Unis)

Barre et câble en composite thermoplastique facilement pliable pour béton armé et précontraint révolutionnant la durabilité de la construction.


Les barres d'armature Elium peuvent être réchauffées et ensuite pliées, ce qui réduit le coût des formes sur mesure

Les composites TP permettent l'assemblage de tiges dans des câbles flexibles

L'équipement de préfabrication du béton reste le même que celui utilisé pour les torons d'acier

Les composites TP pour la précontrainte révolutionnent la durabilité de la construction

Sur la base de la technologie des résines thermoplastiques liquides réactives Elium, une nouvelle génération de barres d'armature et de câbles a été développée, qui combine les qualités des composites avec les nouvelles possibilités offertes par l'utilisation d'une matrice thermoplastique.

Contrairement à la plupart des résines thermoplastiques, la résine Elium peut être facilement mise en œuvre par pultrusion classique à l'aide d'équipements standard.

CONSTRUCTION & INFRASTRUCTURE CONTRIBUTION DE LA NANOTECHNOLOGIE AUX COMPOSITES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Gazechim Composites Iberica (Espagne)

Partenaires associés : Chem-Trend (Allemagne), Chomarat (France), Euromere (France), Graphenano Composites (Espagne), Gurit (Allemagne), Look Composites (Espagne), Nouryon (Pays-Bas), Obo (Allemagne), Omar Coatings (Espagne), Owens Corning (Italie), Polymec (Espagne), Polynt Composites (Espagne), Talleres Xúquer (Espagne)

Gazechim Composites Iberica a conçu, développé et réalisé une verrière d'avant-garde de grande dimension inspirée du design pour son siège de Valence. La structure autoportante exploite la nanotechnologie à base de graphène.


Démontre la liberté de conception, la flexibilité et les avantages globaux des composites

Met l'accent sur l'utilisation de la nanotechnologie du graphène pour améliorer les propriétés clés

Illustre l'avenir de la construction en architecture

Procédés de fabrication et de mise en œuvre hautement industrialisés

Met en lumière les innovations actuelles dans le domaine des composites

Exploitant la souplesse de conception et les excellentes caractéristiques esthétiques des matériaux composites, Gazechim Composites Iberica a conçu, développé et réalisé un auvent de grande taille entièrement repensé, avant-gardiste et inspiré du design, pour son siège logistique de Valence, en Espagne.

La structure autoportante utilise la nanotechnologie à base de graphène sur une surface totale de 340 m² et évoque le toit rigide d'un bateau. Il s'agit de la première application de construction utilisant la nanotechnologie dans une matrice polymère pour améliorer les performances des composites. La matrice a été dopée au graphène afin d'améliorer son module de flexion et ses propriétés de résistance à la traction, tout en réduisant le poids total des structures.

CONSTRUCTION & INFRASTRUCTURE SYSTÈME EN COMPOSITES POUR LA STABILISATION DES DIGUES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Solico Engineering BV (Pays-Bas)

Partenaire associé : JLD International (Pays-Bas)

Une nouvelle méthode de stabilisation des digues a été mise au point par JLD International. Toutes les pièces structurelles de ce système sont en matériaux composites. Ces pièces ont été conçues par Solico Engineering.


Durabilité

Rentabilité

Légèreté

Le système de stabilisation des digues JLD est une solution durable, flexible et innovante qui a été développée pour le renforcement des digues existantes. Le stabilisateur de digue JLD est utilisé dans la pente intérieure de la digue et installé à partir de la pente intérieure ou de la crête. Par conséquent, il n’est généralement pas nécessaire d'élargir la digue. Le système de stabilisation se compose de plusieurs parties, dont trois éléments importants en matériau composite : la tige d'ancrage, l'élément porteur de charge transversale (LDE) et la plaque d'ancrage. La tige d'ancrage est une tige de 25 mm renforcée de fibres de basalte avec un filetage spécialement formé à l'extérieur. La fibre de basalte a été choisie en raison de sa résistance à la traction supérieure à celle du verre E et de sa meilleure durabilité dans le sol.

La tige d'ancrage est précontrainte selon le niveau de charge requis, d'après les calculs de mécanique du sol. La précontrainte de tous les ancrages est surveillée en permanence à l'aide de capteurs à jauges de contrainte. L'élément porteur de charge transversale (LDE) est un profilé pultrudé en composite de verre E conçu pour supporter la force de cisaillement en cas d'affaissement de la digue. Le LDE est une pièce pultrudée en forme d'étoile dont l'épaisseur de paroi peut atteindre 25mm.

La plaque d'ancrage est une plaque rectangulaire plate (1m x 1m) conçue pour transmettre la force d'ancrage (jusqu'à 10 tonnes) au sol. Elle doit être légère (pour l'installation), durable et très économique. Une caractéristique très importante est que la plaque doit être perforée d'environ 25 trous de 50 mm de diamètre. La plaque en PRV de 40 mm d'épaisseur est produite par infusion sous vide. La perforation est déjà présente dans le moule, évitant ainsi des perçages coûteux. La plaque est construite comme une sorte de structure sandwich utilisant du PRV recyclé comme matériau de base et des tissus de verre biaxiaux cousus comme des peaux.

DÉVELOPPEMENT DURABLE SOLUBOARD®

Nominé pour un JEC Innovation Award : Jiva Materials Ltd. (Royaume-Uni)

Partenaire associé : Eco-Technilin SAS (France)

Jiva et Eco-Technilin ont créé Soluboard®, un matériau biocomposite révolutionnaire fabriqué à partir du matériau FlaxTape™ d'Eco-Technilin. Soluboard® est conçu pour redéfinir le mode de fabrication des cartes de circuits imprimés.


Remplacement direct du FR-4 au même prix et avec une durabilité améliorée

Réduction de l'impact des déchets d'équipements électroniques et électriques (DEEE)

Réduction de l'empreinte carbone générée par les produits électroniques et électriques

Amélioration des rendements de récupération des métaux précieux issus du recyclage des cartes de circuits imprimés

Incitation des fabricants d'électronique à internaliser le recyclage

Le substrat actuellement utilisé dans l'industrie des cartes de circuits imprimés est constitué de résine époxy et de fibre de verre, si bien que la seule méthode de recyclage consiste à broyer les cartes et à les incinérer pour en extraire les métaux précieux. Il s'agit d'un procédé très inefficace qui entraîne une perte importante de métaux lors du retraitement ainsi que le rejet dans l'environnement de substances toxiques telles que le cyanure, le mercure et les dioxines.

Actuellement en instance de brevet, le Soluboard® est destiné à remplacer le matériau standard actuellement utilisé dans l'industrie (FR-4). Il s'agit d'un matériau entièrement biodégradable à prix compétitif, qui peut rivaliser avec la fibre de verre et l'époxy aujourd‘hui dépassées. L'ingrédient principal de ce matériau composite est le FlaxTape™ d'Eco- Technilin, un ruban breveté composé de fibres de lin unidirectionnelles de densité inférieure à celle des fibres de carbone et de verre. L'orientation unidirectionnelle des fibres de lin permet de les disposer efficacement pour former la structure biocomposite multicouche du Soluboard®, ce qui confère au matériau d'excellentes propriétés mécaniques. FlaxTape™ est également idéal pour la fabrication de produits légers offrant des propriétés mécaniques améliorées et un impact environnemental réduit.

Avec près de 45 millions de tonnes produites l'an dernier, les déchets électroniques constituent aujourd'hui le flux de déchets qui croît le plus rapidement au monde. La dissolution d'une carte de circuit imprimé en Soluboard® permet de récupérer 90% de ses composants, puis de les réutiliser ou de les recycler dans un processus beaucoup plus efficace.

DÉVELOPPEMENT DURABLE

PRODUCTION EN SÉRIE DE BIOCOMPOSITES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Porsche AG (Allemagne)

Partenaires associés : Bcomp Ltd. (Suisse), Fraunhofer-Anwendungszentrum HOFZET (Allemagne)

La production en petite série d'une voiture de sport met en évidence le fort potentiel des ressources renouvelables, utilisant leurs propriétés spécifiques pour la construction d'une porte et d'une aile arrière allégées.


Pièces durables pour véhicules de sport

Utilisation de systèmes RTM classiques pour la production en série de plastiques renforcés de fibres naturelles dans l'industrie automobile

Recyclage facile par rapport aux plastiques renforcés de fibres de carbone

L'utilisation de fibres naturelles en remplacement des fibres de carbone comme matériau de renforcement dans un véhicule de sport automobile, illustre la relation entre l'application et le choix du matériau. La porte, en tant que pièce de carrosserie, et l'aile arrière, en tant que composant à charge dynamique, illustrent différents cas de charge. Ces pièces répondent au cahier des charges avec un poids quasiment identique à celui des composants en plastique renforcé de fibres de carbone.

Pour ce faire, la géométrie de l'outil a été adaptée et les ingénieurs ont exploité les propriétés spécifiques des matières premières renouvelables. Une âme en balsa est utilisée pour le matériau sandwich du panneau de porte. Avec 25% de fibres en moins, on obtient une rigidité à la flexion similaire à celle du composant en plastique renforcé de fibres de carbone. Pour l'aile arrière, des structures en treillis (PowerRips®) ont été préférées à une âme, ce qui a permis de réduire le nombre de couches et de récupérer une charge élevée d'environ 300 kg en utilisation. Le procédé de moulage par transfert de résine est utilisé pour la porte alors que l'aile arrière est fabriquée en autoclave.

En adaptant le procédé et en modifiant les outils, il est possible d'utiliser les fibres naturelles dans des procédés compatibles avec la production en série malgré la variabilité naturelle de leurs propriétés. Par exemple, le défi d'une âme en balsa sans interstices dans le procédé RTM a été relevé avec succès. Les composants sont déjà produits en petites séries de 700 véhicules au moyen de procédés de production en séries classiques, ce qui distingue clairement cette porte d'un prototype et montre le potentiel d'application des matières plastiques renforcées de fibres naturelles.

DÉVELOPPEMENT DURABLE

BIO4SELF - COMPOSITES EN PLA AUTO-RENFORCÉS

Nominé pour un JEC Innovation Award : Université technique du Danemark (Danemark)

Partenaires associés : Centexbel (Belgique), Comfil (Danemark), Fraunhofer-Gesellschaft (Allemagne)

Matériaux biocomposites auto-renforcés faciles à recycler, utilisant des fibres PLA à haute rigidité pour les applications sportives, automobiles et médicales.


Biomatériaux : composites fabriqués à partir de deux grades de PLA avec des températures de fusion différentes

Performances : haute résistance mécanique, stabilité à la température et à l'hydrolyse

Coût : très inférieur à celui des composites à base de fibres de carbone, comparable ou même inférieur à celui du SR-PP

Utilisation de matériaux et d'équipements industriels disponibles dans le commerce

Fin de vie : réutilisable, recyclable ou compostable industriellement puisque les composites sont constitués de PLA

Nés de la volonté de s'attaquer aux problèmes environnementaux et de travailler dans le sens de la stratégie européenne sur les plastiques, les matériaux composites développés dans le cadre du projet Bio4self sont entièrement d'origine biologique, facilement recyclables, transformables et même biodégradables au niveau industriel. Ces composites sont produits à partir d'un seul type de matériau : l'acide polylactique ou PLA, un bio-polyester thermoplastique issu de ressources renouvelables comme les déchets agricoles, les cultures non alimentaires ou la canne à sucre.

En dehors de certaines applications médicales (telles que les échafaudages tissulaires), l'utilisation du PLA est actuellement très limitée et on le retrouve par exemple dans les emballages peu exigeants ou les agrotextiles. Bio4self a introduit le PLA dans des applications plus exigeantes, comme les pièces pour l'automobile et les appareils ménagers, en combinant deux types de PLA pour former des composites PLA auto-renforcés (PLA SRPC).

Deux qualités différentes de PLA sont nécessaires pour produire les SRPC : un PLA à basse température de fusion pour la matrice et un PLA à ultra-haute rigidité et haute température de fusion pour les fibres de renforcement. Les deux grades de PLA sélectionnés pour le projet Bio4self présentent une différence de température de fusion d'environ 20°C, ce qui laisse une fenêtre de température suffisante pour la mise en œuvre. Les innovations de Bio4self permettent de surmonter plusieurs défis liés à la production de PLA SRPC : formulation d'un grade de PLA résistant à l'humidité ; extrusion de fibres de renforcement en PLA à très haute rigidité ; développement de procédés de fabrication (consolidation et thermoformage) pour produire le matériau SRPC le plus performant ; et industrialisation de la production.

Ainsi, le PLA SRPC développé par le projet Bio4self répond aux exigences des composites en polypropylène auto-renforcé (PP) actuellement commercialisés. Les composites PLA auto-renforcés en tissu 0/90 présentent une rigidité de 4 GPa, comparable à celle du PP auto-renforcé, mais le PLA SRPC offre l'avantage d'utiliser des matériaux renouvelables avec de meilleures perspectives de fin de vie.

SPORT & SANTÉ

PLAQUE DE PROTECTION POUR MOTO KTM EN CARBONE FMC

Nominé pour un JEC Innovation Award : KTM-Technologies GmbH (Autriche)

Partenaires associés : KTM-Technologies GmbH (Autriche), Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites GmbH (Allemagne)

La première plaque de protection structurale en composite fabriquée à partir d'un hybride FMC/NCF/élastomère. La ligne de production directe utilisant un procédé en une seule étape permet une excellente adaptation produit-marché de la production en série en termes de propriétés et de coûts.


Nouveau look avec une excellente adéquation produit-marché en termes de propriétés et de coûts par rapport aux pièces actuelles

Création de cartes de matériaux pour de nouveaux mélanges de matériaux hybrides

Pièce hybride complexe fabriquée avec un procédé rapide en une seule opération (< 4 min)

Réduction des émissions de CO2 grâce à une production directe avec moins d'opérations de transport

Fiabilité – la pièce a été calculée, testée et éprouvée dans un cas d'utilisation réel

KTM-Technologies, Mitsubishi Chemical et KTM ont mis au point une nouvelle plaque de protection en carbone hybride pour motos qui a été produite en série en un temps record (temps de cycle < 4 minutes). L'aspect composite a été créé à partir d'une masse à mouler forgée au carbone (FMC) pour la partie principale, de fibres non crêpées (NCF) pour les renforts locaux et d'élastomères pour l'amortissement local.

Ce nouveau procédé d'ingénierie repousse les limites des applications composites. La combinaison des matériaux en une seule étape entièrement automatisée permet d'obtenir une nouvelle génération de structures composites durables offrant une grande liberté de conception. L'assemblage est réalisé par liaison chimique directe entre les différents thermodurcissables et élastomères, sans opération d'assemblage supplémentaire. Cette facilité de production permet également de fabriquer la plupart des matériaux et des pièces en un même lieu, et ainsi de réduire les coûts de transport, les émissions et le temps nécessaire. Cette pièce hybride à l'aspect carbone original permet d'obtenir un excellent ajustement produit-marché par rapport aux plaques de protection actuelles en aluminium, en CFRP/tissus ou en matière plastique. Elle est aussi légère qu'une solution CFRP standard (plus légère que le plastique et l'aluminium) mais 50% moins coûteuse.

Des essais et une utilisation en conditions réelles ont montré que les propriétés mécaniques sont également améliorées. Sur la base de ce nouveau matériau, des données ont été créées pour la simulation et le développement d'autres pièces structurelles. Le résultat est une pièce structurelle complexe qui répond aux besoins du marché tout en réduisant le temps de production, les coûts et la main d’œuvre. Ce nouveau cercle vertueux de durabilité conduit à des composants structurels associés à de nouvelles cartes de matériaux, où l'utilisation réduite de la fibre de carbone unidirectionnelle permet d'économiser l'énergie de manière drastique, par exemple sans disposition spécifique. Les fibres de carbone utilisées seront recyclées en non-tissé ou en fibres courtes pour matériaux thermoplastiques. Cette innovation combine une nouvelle conception composite, un ensemble de solutions efficaces et une technologie de production en série révolutionnaire.

SPORT & SANTÉ

POIGNÉE EN FIBRE DE CARBONE POUR HARNAIS DE CHIEN-GUIDE

Nominé pour un JEC Innovation Award : Refitech Composites (Pays-Bas)

Partenaire associé : NPK Design (Pays-Bas)

Une poignée légère en fibre de carbone pour harnais de chien-guide remplaçant l'ancienne version en métal.


50% plus légère que la version métallique

Meilleure sensation et donc meilleure navigation à travers les obstacles et le trafic

Rigidité de la poignée et montage du harnais améliorés

Accrochage au harnais avec un « clic » clairement audible

Poignée plus facile à localiser lorsqu'elle « flotte » au-dessus du dos du chien

La poignée est réalisée en matériau préimprégné, à l'aide d'un procédé à moule fermé en autoclave utilisant un sac sous vide. Sa petite taille la rend délicate à produire. Les inserts sont collés après le processus de production.

SPORT & SANTÉ

PRÉIMPRÉGNÉ TORAYCA® ET40 À HAUTE FORMABILITÉ

Nominé pour un JEC Innovation Award : Toray Industries, Inc. (Japon)

Partenaires associés : Honma Golf Co., Ltd. (Japon), Suzuki Motor Corporation (Japon)

Le préimprégné TORAYCA® ET40 atteint d'excellents niveaux de formabilité avec les formes complexes, tout en conservant des propriétés mécaniques équivalentes à celles du préimprégné UD à fibres continues classiques.


Extensible et transformable

Module équivalent et 80% de la résistance du préimprégné UD

Moulage en une seule étape et durcissement rapide

Formation de nervures multiples dans un stratifié plat par moulage par compression

Excellente drapabilité, similaire à celle des tissus utilisés dans les procédés de préformage

Le préimprégné UD, qui intègre des fibres alignées unidirectionnellement avec un minimum de résine, améliore la légèreté, la résistance et la résistance à la rouille de la fibre de carbone. Cependant, lors de la fabrication de formes complexes, sa déformabilité limitée peut générer divers défauts tels que des plis, des porosités et des zones riches en résine en raison du pontage de la fibre au niveau des angles.

Une façon d'améliorer sa formabilité consiste à utiliser du tissu tissé. L'inconvénient du tissu tissé est que ses propriétés mécaniques et sa planéité de surface sont inférieures à celles du préimprégné UD. Une autre technique fait appel à des pastilles de fibre de carbone moulées par injection et des composés de moulage en feuille. Cette méthode permet de réaliser des formes complexes telles que des pièces convexes et concaves. Toutefois, la fraction volumique de fibres des pièces fabriquées selon cette technique est inférieure à celle des préimprégnés UD et leurs propriétés mécaniques sont insuffisantes en raison de l'utilisation de fibres pré-coupées.

Le préimprégné extensible et transformable TORAYCA® ET40 a été développé pour fournir un produit innovant qui combine simultanément des propriétés mécaniques élevées et une excellente formabilité. Il présente les avantages des préimprégnés UD sans le compromis habituel entre propriétés mécaniques et formabilité. Le préimprégné TORAYCA® ET40 est fabriqué en réalisant des rainures dans un préimprégné UD de manière contrôlée, créant un type de matériau unidirectionnel SMC dans lequel les faisceaux de fibres sont disposés régulièrement dans la même direction. Ceci permet un flux homogène et régulier des faisceaux pendant le processus de moulage, pour la réalisation de formes complexes telles que des nervures et un emboutissage profond, tout en maintenant une structure stratifiée homogène grâce à sa nature extensible et transformable.

Grâce à des schémas de rainurage spécifiques, l'ET40 permet d'obtenir un aspect de surface et un module équivalents à ceux du préimprégné UD, avec 80% de sa résistance.

IMPRESSION 3D IMPRIMANTE CFAM PRIME

Nominé pour un JEC Innovation Award : CEAD (Pays-Bas)

Partenaires associés : Commission européenne (Belgique), Poly Products (Pays-Bas), Royal Roos (Pays-Bas), Siemens Nederland N.V. (Pays-Bas)

Une machine de fabrication additive capable de produire rapidement (productivité moyenne de 15 kg/h) des objets thermoplastiques de grande taille (2x4x1,5 m) renforcés de fibres complexes, en utilisant des fibres de verre ou de carbone continues.


Plus grande fonctionnalité du produit, formes complexes

Délais plus courts, réduction du nombre d'étapes du processus

Coûts réduits, moins de travail manuel

L'imprimante 3D CFAM Prime (Continuous Fibre Additive Manufacturing) fait appel à une nouvelle technologie d'impression 3D, qui combine l'extrusion de granulés et de filaments de fibres préimprégnés pour imprimer des composants thermoplastiques renforcés de fibres. L'extrudeuse est conçue pour mettre en œuvre la plupart des thermoplastiques (température maximale 400°C).

CEAD a testé divers thermoplastiques tels que le PETG, le PP, le PPS, l'ABS, le PC, le PB et le PEEK, certains de ces granulés étant déjà constitués d'un certain pourcentage de fibres courtes. Les fibres continues sont préimprégnées avec les thermoplastiques utilisés pour l'application. Ainsi, CEAD produit son propre filament de fibres continues imprégnées du thermoplastique choisi, un peu comme les rubans UD actuellement utilisés. La tête d'impression peut associer les thermoplastiques fondus avec les fibres continues préimprégnées et imprimer le matériau composite.

Il s'agit d'un procédé exclusif et breveté. La machine est capable de fonctionner pendant 24 heures sans opérateur. Elle est entièrement fermée, avec un système de contrôle de température en boucle fermée et un système de refroidissement dédié. Ainsi, l'imprimante CFAM Prime est une machine de production dédiée qui permet un contrôle total de la qualité de l'objet imprimé.

IMPRESSION 3D

STRUCTURE DE POUTRE INTERNE OPTIMISÉE RÉALISÉE PAR IMPRESSION 3D


Partenaire associé : Université technique tchèque de Prague (République tchèque)

Structure interne imprimée en 3D conçue pour améliorer les propriétés statiques et dynamiques des poutres en CFRP. Conçue pour l'automatisation et les structures de machines dynamiques. Optimisable en fonction des possibilités de fabrication.


Amélioration des performances dynamiques des structures de machines

Conception de la structure interne globalement optimisée pour un poids minimal

Limitation de l'instabilité des parois des composites stratifiés à parois minces

Réduction des interventions humaines lors de la conception et de la fabrication

Compétitivité accrue en matière de coûts

Les structures de machines-outils et de châssis d'automatisation en composites sont des stratifiés de carbone à parois minces, réalisés par enroulement filamentaire avec des fibres de graphite placées axialement. Conçues pour une rigidité à la flexion maximale et une fréquence propre élevée tout en maintenant un faible poids, ces structures souffrent d'une instabilité de leurs parois dans les conditions de cisaillement et de flambement. Limiter cette instabilité par l'ajout de plis supplémentaires entraîne une augmentation significative du poids structurel. Des structures internes en carbone avec un support en mousse haute densité, pour la fabrication et la forme des profilés, sont également utilisées. Cela exige beaucoup de main-d'œuvre et implique un temps et des coûts de traitement importants. Une meilleure solution de conception est nécessaire pour des structures plus efficaces et plus légères.

Pour résoudre ce problème, une approche d'optimisation topologique a été adoptée afin de développer une répartition et des sections transversales optimales pour une structure de poutre interne en treillis. Le résultat de l'optimisation des éléments de treillis modulaires non uniformément répartis a ensuite été exporté automatiquement pour une production par fabrication additive. Les structures sont actuellement imprimées en 3D par dépôt de couches d'ABS (acrylonitrile butadiène styrène). L'objectif final est de produire la structure interne 3D à partir de fibres de carbone continues saturées d'une résine époxy thermoplastique.

La structure interne est principalement conçue pour améliorer la réponse mécanique aux charges opérationnelles. Elle doit également supporter les contraintes du procédé de production. Cette structure interne assure une liaison rigide avec un mandrin en acier qui est retiré après durcissement. Ceci est important car les forces de torsion et de flexion pendant le processus de dépose des fibres peuvent réduire la précision de la tolérance sectionnelle et perturber l'étape finale de pressage de précision. Cette solution permet de réduire l'usinage et les coûts. La structure interne est également conçue pour résister à un ensemble de charges et de contraintes créées au cours du processus de moulage par compression dans les limites d'une déformation définie.

Pendant l'étape de pressage, la résine est durcie avant d'être démoulée de la presse lors du post-durcissement.

IMPRESSION 3D IMPRESSION 3D À FIBRES CONTINUES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Continuous Composites (États-Unis)

Partenaires associés : Air Force Research Lab (États-Unis), FCA / Comau États-Unis), Lockheed Martin (États-Unis), Siemens (États-Unis)

L'impression 3D à fibres continues (CF3D™) combine des matériaux composites et un procédé d'impression 3D, créant ainsi un procédé hors autoclave sans moule. Il en résulte une réduction drastique des coûts et des délais.


Élimine les investissements coûteux comme les moules, les autoclaves et les fours

Automatise la dépose des fibres et élimine les opérations manuelles coûteuses

Exploite les avantages des fibres sèches imprégnées in situ à faible coût et haute performance

Permet des changements de conception à la volée et des conceptions composites complexes

La technologie CF3D™ permet d'imprimer directement des fonctionnalités dans des pièces composites

La technologie brevetée CF3D™ est un procédé révolutionnaire de fabrication de composites. Plutôt que d'utiliser des fibres préimprégnées coûteuses, des fibres continues sèches de haute performance (AS4, IM7, T1100, etc.) sont imprégnées d'un thermodurcissable rapide à l'intérieur de la tête d'impression. La tête est raccordée à un robot industriel contrôlé par le logiciel CF3D™ de l'entreprise. La fibre entièrement imprégnée est étirée à travers la tête d'impression où, lors de la décharge, une source d'énergie de haute intensité (par exemple UV, chaleur, etc.) est dirigée vers la fibre humide, durcissant instantanément la ou les fibres pour produire une véritable pièce composite 3D. La fibre étant durcie immédiatement après la décharge, la technologie CF3D™ ne nécessite pas de moules ou d'autres matériaux de support.

Ce procédé permet de modifier la conception à la volée, de réduire les délais de livraison et d'imprimer des conceptions complexes avec des matériaux composites résistants et légers. CF3D™ n'est pas limité à l'empilage de stratifiés 2D et peut imprimer des fibres à partir du plan XY dans la direction Z. Cela ouvre de nouvelles possibilités de conception et permet d'optimiser le chemin de charge en imprimant discrètement les fibres dans la direction des contraintes et des déformations principales. Plusieurs pièces peuvent ainsi être combinées en une pièce unique, ce qui réduit le nombre de fixations et rend les pièces plus légères et plus efficaces.

Le processus CF3D™ réduit la main-d'œuvre manuelle et élimine certains équipements coûteux comme les autoclaves et les fours, ce qui minimise les coûts et les freins à la fabrication des pièces en composite. Par ailleurs, les pièces CF3D™ sont imprimées avec des cotes finies, ce qui élimine les pertes de matière et réduit encore les coûts. Puisque la technologie CF3D™ fait appel à des fibres sèches imprégnées in-situ, le coût des matériaux utilisés dans le procédé est très largement inférieur (+50x) à celui des préimprégnés couramment employés dans les techniques traditionnelles de fabrication des composites. CF3D™ peut imprimer aussi bien des fibres structurales (carbone, Kevlar, etc.) que des fibres fonctionnelles (fibre optique, fil métallique, etc.).

TRANSPORT TERRESTRE SUPPORT DE SIÈGE DE TRAIN EN PRÉIMPRÉGNÉ BIOSOURCÉ

Nominé pour un JEC Innovation Award : Composites Evolution Ltd. (Royaume-Uni)

Partenaires associés : Bercella SRL (Italie), Composites Evolution Ltd. (Royaume-Uni), Element Materials Technology (Royaume-Uni)

Support de siège de train en porte-à-faux, léger et résistant au feu, fabriqué à partir d'un composite préimprégné de biorésine renforcé de fibres de carbone.


Léger - le support pour siège deux places pèse moins de 5 kg

Résistant au feu - satisfait au niveau de risque (HL) 3 de la norme incendie ferroviaire EN4554

Montage mural (en porte-à-faux) pour un accès facile au plancher du wagon

Écologique - la résine PFA est à base d'eau et 100% biosourcée

Faible toxicité - pas de composés organiques volatils dangereux

Composites Evolution, Bercella et Element Materials Technology ont mené à bien le développement et les essais d'un support en porte-à-faux en composite léger destiné à des sièges passager de trains. Les supports de siège en porte-à-faux, qui sont montés sur la paroi du wagon de train, offrent un certain nombre d'avantages par rapport aux sièges passagers conventionnels fixés sur le plancher, notamment un meilleur accès pour le nettoyage du plancher et le rangement des bagages sous le siège.

La structure composite légère offre également des avantages en termes de réduction de la consommation d'énergie du train et de réduction de la charge par essieu (moins de dommages à la voie). Le composant permet de monter deux sièges côte à côte. Le support de siège, qui mesure 1 mètre de long mais pèse moins de 5 kg, a passé avec succès une large gamme d'essais réalisés par Element. L'évaluation comprenait des charges statiques, des cycles de fatigue et des essais au feu selon EN 45545, conformément aux exigences des clients de Bercella. En ce qui concerne la résistance au feu, le support de siège répondait à l'exigence la plus stricte, le niveau de risque (HL) 3 de la norme EN 45545. Il a été fabriqué par Bercella en utilisant le préimprégné Evopreg PFC de Composites Evolution avec un renfort en fibre de carbone à haute résistance.

Le matériau Evopreg PFC a été choisi pour cette application en raison de son excellent comportement au feu, de sa faible toxicité et de ses remarquables caractéristiques environnementales. La résine d'alcool polyfurfurylique de base est 100% biosourcée et constitue ainsi une alternative plus sûre et plus durable aux phénols traditionnels, pour un coût et des performances équivalents. La production de composites à la fois structuraux et très résistants au feu se révèle souvent difficile. Dans cette application, le préimprégné à base de biorésine de Composites Evolution a permis à Bercella d'offrir à ses clients le meilleur compromis possible.

TRANSPORT TERRESTRE REMORQUE FRIGORIFIQUE MOULÉE EN COMPOSITE STRUCTUREL

Nominé pour un JEC Innovation Award : Saertex GmbH & CO KG (Allemagne)

Partenaires associés : Nippon Electric Glass Co., Ltd. (Japon), Structural Composites, Inc. (États-Unis), Wabash National Corporation (États-Unis)

Remorque frigorifique moulée en composite structurel, offrant un gain de poids de 20% et une performance thermique améliorée de 28%, fabriquée en série.


Légèreté, gain de poids atteignant 20%

La résistance structurelle permet d'éviter le recours au métal ou au bois

Résistance à la perforation deux fois supérieure à celle des solutions classiques

Prolongement de la durée de vie du produit

Augmente la performance thermique jusqu'à 28%

Les parois des remorques classiques sont constituées d'une structure de mousse en place revêtue d'une peau extérieure en aluminium rivetée sur des poteaux en aluminium, avec des inserts en bois et un revêtement intérieur en thermoplastique. La nouvelle approche associée aux composites structuraux moulés répond aux défis d'équipement que soulèvent ces supports réfrigérés depuis des années : efficacité thermique, résistance, poids et longévité.

Le composite structurel moulé est composé d'une âme de mousse à haute efficacité, qui est encapsulée dans une enveloppe de tissus non crêpés haute performance imprégnés de polymère et recouverte d'un gelcoat protecteur. Cette chimie unique en son genre offre une solution qui permet d'atteindre des niveaux d'efficacité inédits et un meilleur retour sur investissement.

TRANSPORT TERRESTRE

R

ACCUM : CONSOLE DE CATÉNAIRE UNIVERSELLE EN COMPOSITE

Nominé pour un JEC Innovation Award : Stratiforme Industries (France)

Partenaires associés : Armines Douai (France), CEF Centre d'essais ferroviaires (France), SNCF Réseau (France)

ACCUM est une console de caténaire universelle en matériau composite validée de 750V à 25kV et adaptée à tous les types de voies standards et spécifiques, conçue pour une alimentation, une installation et une maintenance aisées.


Temps d'installation et d'entretien considérablement réduits

Utilisable avec des lignes de 750 à 25 kV, sur tous les points standards et spécifiques

Augmente la fiabilité du système en éliminant les isolateurs en verre et en céramique

Pré-assemblée par Stratiforme Industries et livrée prête à monter

Le nombre de composants est réduit à une dizaine de pièces contre plus de 100 à l'origine

Stratiforme Industries a amélioré les propriétés diélectriques et mécaniques internes du matériau composite pour le porter à un niveau jamais atteint auparavant avec un composant SMC, grâce à des tests spécifiques, un revêtement adapté et une conception universelle intelligente. La pièce SMC a fait l'objet de tests poussés en collaboration avec la SNCF (électrique) et ARMINES (mécanique) pendant 10 ans afin de prouver sa pertinence en tant qu'isolateur autonome sur des caténaires multi-tensions (750 à 25 kV).

La conception des pièces a évolué tout au long de ce projet sur 10 ans, des pièces RTM et moulées par infusion jusqu'au procédé SMC à haute productivité pour la version finale, qui bénéficie d'une conception universelle (la pièce SMC est commune à toutes les versions ACCUM).

Différents revêtements de protection de l'environnement ont été développés et testés sur piste avec l'aide du centre d'essais du CEF. Plus de 100 prototypes sont actuellement à l'essai en France.

INDUSTRIE & ÉQUIPEMENT

LIGNE NUMÉRIQUE DE FABRICATION DE COMPOSITES

Nominé pour un JEC Innovation Award : Airborne (Pays-Bas), SABIC (Pays-Bas)

Partenaires associés : KUKA (Belgique), Siemens (Pays-Bas)

La ligne numérique de fabrication de composites est une technologie révolutionnaire pour la production de série, qui transforme les rubans composites thermoplastiques en stratifiés légers à grande vitesse et à un coût très fortement réduit.


Faible coût : jusqu'à 50% de réduction des coûts de mise en œuvre

Flexibilité : peut produire différents designs, d'autres fonctionnalités peuvent être ajoutées

Haute qualité : diminution des rebuts et rendements de fabrication plus élevés en aval

Entièrement numérique : contrôle adaptatif des processus grâce à l'analyse des données et à des modèles avancés

Faible taux de rebut : la stratification à cotes semi-finies réduit les déchets et les coûts

Les composites thermoplastiques sont très prometteurs, ouvrant la voie à une fabrication automatisée et plus rapide. Les étapes du processus telles que la stratification, la consolidation et le rognage sont généralement automatisées individuellement. Cependant, pour vraiment exploiter le potentiel de cette technologie, une ligne de fabrication automatisée de bout en bout dans laquelle toutes les étapes sont intégrées a été développée grâce à un partenariat entre Airborne (automatisation des composites) et SABIC (science des matériaux), sous la houlette de Siemens (technologie numérique en usine) et de KUKA (robotique à grande vitesse).

La technologie est basée sur trois systèmes principaux :

1. Une partie avant, où les rubans UD sont entièrement inspectés, laminés et soudés.

2. Un système de presse, basé sur trois zones de consolidation à grande vitesse avec transfert de produit entièrement automatisé et manipulation des plaques de presse et des films de démoulage.

3. Une partie arrière, où les stratifiés sont séparés automatiquement des plaques de presse, rognés et contrôlés à 100%. La partie avant est dotée d'un système d'alimentation à grande vitesse exclusif et breveté, comprenant un contrôle de la qualité du ruban (largeur, épaisseur et défauts de surface), qui peut prendre en charge les rubans UD fragiles. Les produits sont fabriqués avec des cotes finies, ce qui minimise les rebuts. Les rubans peuvent être épissés à la volée, ce qui permet d'éviter les immobilisations entre les changements de rouleaux. Les défauts détectés sont automatiquement coupés à pleine vitesse. Le système de transport du produit offre une flexibilité maximale, permettant d'ajouter, par exemple, des patchs locaux, des capteurs intégrés ou d'autres matériaux hybrides. Les stratifiés sont soudés automatiquement pour faciliter une manipulation fiable. La partie arrière récupère les stratifiés depuis les plaques de presse ainsi que les films de démoulage, qui sont recyclés vers le bac frontal. Les stratifiés sont inspectés automatiquement afin de contrôler leur stabilité dimensionnelle et de détecter les défauts de surface, puis rognés. Le pilotage de la ligne est entièrement numérique, avec un contrôle adaptatif du processus basé sur la rétroaction directe des systèmes AQ/CQ en ligne. Un jumeau numérique complet de la ligne est en cours de construction, qui combine l'analyse des données, l'apprentissage machine et des modèles de processus avancés pour fournir des conseils en ligne afin d'augmenter le rendement.

INDUSTRIE & ÉQUIPEMENT SYSTÈME DE MACHINE DE CONSOLIDATION ULTRA-RAPIDE

Nominé pour un JEC Innovation Award : AZL AACHEN GmbH (Allemagne)

Partenaires associés : AZL Institute of RWTH Aachen University (Allemagne), Conbility GmbH (Allemagne), Covestro Deutschland AG (Allemagne), Engel Austria GmbH (Autriche), Evonik Industries AG (Allemagne), Fagor Arrasate S. Coop. (Espagne), Faurecia Composite Technologies (France), Fraunhofer IPT (Allemagne), Laserline GmbH (Allemagne), Mitsui Chemicals Europe GmbH (Allemagne), Mubea Carbo Tech GmbH (Autriche), Philips Photonics (Allemagne), SSDT Shanghai Superior Die Technology Co. (Chine), Toyota Motor Europe NV/SA (Belgique)

Système de production modulaire pour la fabrication en série d'ébauches individuelles sur mesure, basé sur une approche à flux unitaire en combinaison avec un placement de bandes thermoplastiques assisté par laser et une consolidation in situ.


Production en série de stratifiés thermoplastiques sur mesure : >500 kg/heure

Temps de cycle <5 secondes (contre plusieurs minutes pour les procédés actuels)

Consolidation in situ : rapide, flexible et économe en énergie

Système de production flexible, configurable et sécurisé par laser, avec principe de flux unitaire

Permet de nouveaux modèles commerciaux tels que les structures de raidissement pour le moulage par injection

Les dernières technologies de production de stratifiés utilisant des rubans thermoplastiques sont limitées en termes de productivité car le principe de traitement sur table utilise une table mobile ou un système robotisé en combinaison avec un système applicateur pour le placement des rubans. Ce principe offre une très grande flexibilité mais n'est pas adapté à la production en série.

La nouvelle machine de consolidation ultra-rapide offre une grande flexibilité et permet la production de masse. Pour la première fois, des stratifiés multicouches entièrement consolidés avec différentes orientations de fibres et un minimum de déchets (ébauches sur mesure) peuvent être produits en moins de 5 secondes, alors que les machines les plus récentes nécessitent plusieurs minutes. Ceci est rendu possible par un nouveau principe de flux unitaire qui est à la pointe de la technologie dans l'industrie de l'imprimerie mais n'a pas encore été utilisé dans la production de composites.

Le principe de production fait appel à des plaques de support mobiles (pour le transport des stratifiés), qui sont déplacées par un système de convoyage et alimentées par plusieurs stations d'application. Chaque station d'application est équipée de cassettes d'application étroites innovantes pour la pose de ruban assistée par laser avec coupe et ajout à la volée. Les cassettes d'application ont une largeur de 50 mm et peuvent traiter une largeur de bande de 25 mm. Des largeurs de bande plus importantes sont également possibles car les cassettes d'application sont évolutives.

Les cassettes de chaque station peuvent être déplacées dans le sens Y juste avant que les supports en mouvement ne traversent la station d'application dans le sens X. Avant chaque station, le support peut être tourné à un angle précis afin que chaque station d'application puisse traiter une direction de bande (angle de fibre). Le nouveau système est évolutif et modulaire : plusieurs stations d'application peuvent être ajoutées (par exemple, pour chaque couche, une station d'application pour la production en série) ou la machine peut être configurée avec une ou deux stations d'application et un carrousel transporteur sur lequel les supports sont déplacés plusieurs fois dans les stations d'application.

INDUSTRIE & ÉQUIPEMENT

OUTIL DE FRAISAGE ET PORTE-OUTIL EN MATÉRIAU COMPOSITE


Partenaires associés : Hofmeister s.r.o. (République tchèque)

Outil de fraisage et porte-outil en matériau acier/composite hybride, qui réduit le poids et augmente la vitesse et la précision d'usinage.


Jusqu'à 40% d'allègement

Réduction du bruit à haute fréquence

Économies d'énergie

Augmentation de la stabilité, de la précision et de la vitesse d'usinage

Amélioration de la rugosité de surface

La tête de fraisage est constituée de fibres de carbone et de graphite enroulées sur une pièce en acier. La conception spéciale de l'outillage et du procédé d'enroulement permet de placer les fibres sur la pièce complexe en acier, qui joue le rôle de mandrin. La modélisation du motif d'enroulement des fibres sur la pièce permet de placer les fibres avec l'épaisseur et la direction requises, en accord avec la conception optimale.

La pièce en acier n'est pas retirée mais utilisée dans l'assemblage final pour le couplage, c'est-à-dire pour la fixation de l'outil sur le porte-outil ou du porte-outil sur la broche elle-même. Elle permet également la fixation sur les dents de fraisage. Dans certains cas, un matériau d'amortissement supplémentaire peut être ajouté pour obtenir une solution optimale. Après l'enroulement, le durcissement a lieu à température ambiante afin de réduire les contraintes thermiques induites dans la pièce composite.

Lors de l'usinage final, la pièce en acier/composite est usinée jusqu'à sa forme finale avec les tolérances requises.

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