Les méthodes de fabrication composite les plus populaires

D'ici 2024, la taille du marché mondial des composites sera d'environ 130,83 milliards de dollars. Le principal matériau de renforcement aux États-Unis est la fibre de verre. En 2017, il a enregistré une valeur de croissance de 2,1 milliards de dollars.

Il existe une demande croissante de matériaux robustes, durables et légers. De nombreuses industries se tournent vers les composites pour trouver des renforts d'une conception spécifique.

Ils veulent résoudre les défis auxquels sont confrontés les polymères renforcés de fibres. Ces renforts sont des produits de fabrication composite.

Il existe différentes méthodes de fabrication de composites dans l'industrie. Votre décision dépend du matériau, de la conception et de l'application du composite.

Voici quelques-unes des méthodes les plus populaires.

1. La pose des mains

Le drapage manuel est la méthode de fabrication la plus basique utilisée sur les composites thermodurcissables. Le processus implique la pose de plis préimprégnés sur un outil à la main pour créer une pile de stratifié.

Une fois le lay-up terminé, vous devez appliquer la résine sur la couche de plis. Dans une variante différente du lay-up à la main connue sous le nom de lay-up humide, vous devez enduire chaque pli de résine avant de les superposer ensemble.

2. Moulage ouvert

Le moulage par contact ou moulage ouvert est un processus peu coûteux utilisé dans la création de matériaux composites en fibre de verre. Le moule est d'abord traité avec un agent de démoulage et un gel avant le début de la fabrication.

Placez les matériaux de moulage sur le moule par le biais du processus de pulvérisation ou du processus de stratification à la main. Dans le processus de pulvérisation, vous devez pulvériser simultanément la résine et les brins coupés sur la surface de moulage.

Compactez ensuite le stratifié à la main à l'aide de rouleaux et ajoutez tout matériau de base à ce stade. Une couche de pulvérisation finale aide à placer les matériaux de base entre le stratifié. Ensuite, vous pouvez laisser durcir le moulage.

Vous pouvez parfois utiliser le processus de drapage manuel parallèlement au drapage par pulvérisation dans le but de réduire le travail.

3. Méthodes d'infusion de résine

En raison de la forte demande de matériaux composites, il y a une augmentation du besoin d'un taux de production plus rapide. De nombreuses personnes remplacent le processus de superposition par des méthodes alternatives qui encouragent l'automatisation de la fabrication.

Ces méthodes de fabrication incluent :

Le moulage par transfert de résine

Ici, vous devez mettre un renfort sec dans le moule et plus tard pomper un mélange de résine et de catalyseur sous basse pression.

La résine utilisée est de faible viscosité afin qu'elle puisse imprégner la préforme avant qu'elle ne durcisse. Le processus produit des pièces de haute qualité sans avoir besoin d'un autoclave.

Moulage par injection-réaction

Il présente une différence notable par rapport au moulage par transfert de résine. Au lieu d'injecter la résine et le catalyseur sous forme de mélange, vous les insérez dans deux flux séparés.

La réaction chimique qui se produit lors du mélange a alors lieu dans le moule à la place de la tête de distribution.

Moulage par transfert de résine sous vide (VARTM)

VARTM se distingue des autres procédés de moulage par transfert de résine car il ne nécessite ni chaleur ni pression. Plutôt que de pomper la résine sous pression, le VARTM l'aspire dans la préforme sous vide.

Ainsi, VARTM utilise des outils à faible coût, ce qui permet de produire facilement une quantité considérable de pièces peu coûteuses et complexes.

Enroulement de filament

L'avantage significatif du procédé de fabrication de l'enroulement filamentaire est que ses coûts de matière sont faibles. Le processus est continu et peut être hautement automatisé.

Le domaine d'application le plus important est la fabrication de manches de clubs de golf.

D'autres articles, tels que les pièces cylindriques, les cannes à pêche et les appareils à pression, prennent la partie restante de l'entreprise.

Pultrusion

La méthode de pultrusion est un processus simple et continu. Ici, vous passez d'abord la fibre de renfort dans un bain chaud de résine. Il est ensuite conçu selon des formes spécifiques au fur et à mesure qu'il passe par plusieurs guides de formage.

Ensuite, il passe dans une matrice chauffée avant de s'assimiler à sa forme finale et de durcir. Les produits fabriqués par pultrusion sont lisses et ne nécessitent pas de post-traitement.

Cette méthode est utilisée depuis des décennies dans la fabrication de fibres de verre et de résines polyester.

Tube roulant

Le laminage de tubes est une méthode de fabrication que vous pouvez utiliser dans la fabrication de tiges et de tubes. Ses principaux produits sont des tubes coniques ou cylindriques de petit diamètre.

Dans ce processus, vous devez d'abord prédécouper le matériau en motifs qui aideront à l'architecture de la fibre. Ils sont ensuite disposés sur une surface sur laquelle un mandrin passe dessus pour compacter et dégrossir les matériaux.

Vous devez repositionner les pièces du patron à intervalles réguliers afin de pouvoir donner au tube une résistance à la flexion.

Moulage par compression

Cette méthode est utile dans le traitement des thermodurcissables à grand volume. C'est la meilleure option à utiliser lorsque vous devez produire plus de 10 000 pièces.

Les matériaux en feuilles composites sont fabriqués à l'aide d'un composé de fabrication de feuilles. Vous devez d'abord placer une pâte de résine et verser de la fibre de verre hachée sur le dessus. Ensuite, vous pouvez recouvrir la fibre de verre en utilisant une dernière couche de pâte de résine.

L'industrie automobile explore l'utilisation de composés de moulage en feuille dotés d'un renfort en carbone. Il s'agit de tirer parti du rapport résistance/rigidité/poids du carbone.

Moulage par injection

C'est une méthode rapide et à basse pression courante dans la fabrication de thermoplastiques chargés. Le processus est rapide, avec des vitesses d'injection comprises entre une et cinq secondes. Une heure suffit pour produire jusqu'à 2000 petites pièces.

Le moulage par injection automatisé de BMC monte dans les rangs et s'empare de certains des marchés détenus par les fabricants de pièces moulées en métal et de thermoplastiques.

Détails importants à noter lors de l'utilisation de méthodes de fabrication composite

Les matériaux composites possèdent de nombreuses propriétés souhaitables qui les rendent adaptés à une utilisation dans diverses applications.

Les méthodes de fabrication de composites énumérées ci-dessus aident à façonner les résines et les renforts, donnant au matériau composite la forme souhaitée.

Lors de la manipulation de matériaux composites, il est impératif que les fabricants maintiennent un environnement de travail sûr. Ils doivent également répondre aux problèmes de santé et de sécurité en utilisant des équipements de protection et en élaborant des politiques de surveillance à l'échelle de l'entreprise.

Contactez-nous dès aujourd'hui pour plus d'informations sur l'utilisation des matériaux composites.