AVK annonce les lauréats des Prix de l'innovation 2020

AVK (Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V., Francfort, Allemagne), la Fédération allemande des plastiques renforcés qui représente les intérêts des fabricants et des transformateurs tant en Allemagne qu'au niveau européen, a virtuellement annoncé le 7 novembre les lauréats de ses 2020 Innovation Awards. Décernés par un jury d'experts, les prix récompensent et honorent les innovations composites durables dans trois catégories :produits/applications innovants, procédés innovants et recherche et science.

« Nous avons été ravis de recevoir à nouveau autant de candidatures solides en 2020. De nombreux aspects du processus étaient, bien sûr, différents cette année. Pour la première fois, la cérémonie de remise des prix s'est déroulée sous la forme d'un événement Internet. Cependant, il est clair que tout le monde, partout, tire le meilleur parti de la situation. Les tendances positives dans le domaine des plastiques renforcés de fibres se poursuivent. Nous nous attendons à ce que ces matériaux importants soient au cœur de nombreuses innovations dans les années à venir », déclare Gerhard Lettl, président du jury.

Catégorie « produits/applications innovants »

Moteur électrique à refroidissement direct avec boîtier léger intégré en polymères renforcés de fibres - DEmiL.

La première place revient au Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT, Pfinztal, Allemagne) en partenariat avec le Karlsruhe Institute of Technology (Karlsruhe, Allemagne) et Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (Japon). Ce moteur électrique haute performance prouverait que les plastiques renforcés de fibres peuvent être utilisés pour produire des structures plus petites et plus légères que les conceptions métalliques standard. Le moteur atteint une puissance continue de 58 kilowatts (kW) pour un poids de 10,5 kilogrammes. Selon AWK, la densité de puissance de 5,5 kilowatts par kilogramme établit une nouvelle norme pour les moteurs électriques pouvant être produits en grande série. Un système de refroidissement a été intégré au boîtier, qui dissipe la chaleur générée par le moteur directement à la source et permet l'utilisation de composites dans la construction.

Composites thermodurcissables intrinsèquement retraités, réparables et recyclables (3R) pour des industries plus compétitives et durables.

La deuxième place a été attribuée à Cidetec (Donostia-San Sebastián, Espagne). Selon Cidetec, ceux-ci utilisent une liaison dynamique et covalente pour créer une nouvelle génération de composites thermodurcissables qui, en plus des caractéristiques de performance familières, auraient d'autres propriétés jamais vues auparavant sous cette forme. De plus, Cidetec affirme que les matériaux peuvent être facilement reconditionnés, recyclés ou réparés.

Structure hybride métallique composite ignifuge - Sandwich de protection incendie LEO avec connecteur hybride acier-verre Hyconnect intégré.

La troisième place a été attribuée à Saertex GmbH &Co. KG ((Saerbeck, Allemagne) et Hyconnect GmbH (Hambourg, Allemagne). Selon AVK, il s'agit d'une structure sandwich composite renforcée en 3D, dans laquelle des couches de protection incendie peuvent être insérées pour isoler et refroidir en cas d'incendie. Les résines époxy standard peuvent être utilisées pendant l'infusion sous vide pour intégrer une structure hybride verre-métal à laquelle les composants métalliques traditionnels peuvent être fixés par soudage, fournissant une connexion ignifuge à un stade précoce du processus. le revêtement forme une couche isolante en cas d'incendie et protège également le composant sandwich et la connexion hybride. Contrairement aux composites métalliques traditionnels, ce produit peut réduire le poids jusqu'à 55%.

Catégorie « Processus innovants »

Procédé de moulage par injection robotisé (ROBIN).

La première place dans la catégorie « Procédés innovants » a été décernée à ROBIN et à l'Institut d'ingénierie légère et de technologie des polymères de la TU Dresden (Allemagne). En utilisant de la fibre de carbone dans une machine de moulage par injection à châssis en C composite, les développeurs ont pu construire une machine pesant moins de 140 kilogrammes. Cela permet à la machine d'être attachée à un robot, par exemple, et de se déplacer librement dans une pièce. L'amélioration de la mobilité de la technologie des usines génère une plus grande flexibilité dans le processus de moulage par injection pour la production de composants hybrides, tout en permettant simultanément de fabriquer des produits légers d'une manière qui économise les ressources.

Limon Omega du rouleau.

Développé par le lauréat de la deuxième place, le Centre aérospatial allemand (DLR, Cologne, Allemagne), ce nouveau procédé de fabrication permet de produire des éléments de renforcement en forme d'oméga à partir de préimprégnés de résine époxy en fibre de carbone. Il permet aux fabricants de produire des longerons efficacement à faible coût et en grande quantité tout en économisant des ressources. La chaîne de processus dans son ensemble combine la technologie de placement automatisé des fibres (AFP), le formage de membranes simple face - également connu sous le nom de formage à chaud - et le durcissement en autoclave. La formation simultanée de sections transversales avec des courbures positives et négatives est considérée comme une caractéristique de processus unique.

Coulage sous pression hybride :fabrication de structures composites intrinsèques CFRP-aluminium en moulage sous pression d'aluminium sous haute pression.

La troisième place a été attribuée à ce procédé, développé par le Faserinstitut Bremen (FIBRE) et les instituts de recherche Fraunhofer IFAM (Brême, Allemagne). Ce nouveau procédé, selon les deux instituts, fournit une technique pour assembler des alliages d'aluminium et des plastiques renforcés de fibres de carbone en faisant fondre la couche thermoplastique. La couche thermoplastique crée simultanément une séparation électrochimique entre la fibre de carbone et l'alliage d'aluminium, empêchant la corrosion de contact, et la résistance est obtenue à l'interface du matériau. Le processus économise des ressources et peut être utilisé dans la production en série. En raison de son potentiel dans la construction légère, il pourrait réduire le CO₂ émissions des véhicules.

Catégorie « Recherche et science »

Nouvelles résines UP et agents de renforcement résistants aux hautes températures.

Dans la catégorie « Recherche et science », la première place a été attribuée à l'Université des sciences appliquées de Münster (Münster, Allemagne). La résine UP atteint une température de déformation thermique (HDT) de près de 250°C; le HDT le plus élevé précédemment mesuré est d'environ 180°C. La réactivité photochimique et thermique est nettement supérieure à celle d'esters vinyliques et d'uréthanes comparables résistants aux températures élevées, selon l'université. En outre, les agents de ténacité sont à base de copolymères styrène-anhydride maléique et augmentent la viscosité de la résine à des températures comprises entre 100 et 160°C. En même temps, ils augmentent la réactivité et améliorent la qualité de surface du stratifié.

Principes scientifiques pour l'application industrielle du procédé de moulage par transfert de résine thermoplastique (T-RTM).

Fraunhofer ICT a en outre obtenu la deuxième place pour son procédé innovant, qui évalue les effets négatifs de l'humidité dans le T-RTM. Le procédé compense l'eau afin de restaurer la vitesse de réaction antérieure avec des propriétés polymères presque identiques. Avec un modèle de simulation nouvellement développé, le processus peut être contrôlé spécifiquement en modélisant la cinétique du processus. Cela conduit à un processus très efficace et permet aux composants T-RTM d'être fabriqués dans des environnements de production en série.

Production d'entretoises de turbine à haute efficacité matérielle et énergétique grâce à la combinaison intégrée de matériaux thermodurcissables renforcés de fibres.

La troisième place a été décernée à l'Institute of Polymer Technology de l'Université d'Erlangen (Allemagne) pour son projet. Le « procédé Duro-IMF », comme on l'appelle, qui a été développé au cours du projet de recherche, permet de fabriquer efficacement des composants composites en fibres thermodurcissables complexes par moulage par injection thermodurcissable. Le processus combine des préimprégnés continus renforcés de fibres et des matériaux de moulage courts renforcés de fibres dans le principe one-shot. En coordonnant la modification des matériaux et les contrôles de processus intelligents, les systèmes de résine des matériaux réagissent de manière irréversible les uns avec les autres pendant le durcissement dans le moule, résultant en un composant hybride avec une force de liaison élevée, un faible poids et une résistance à haute température, ainsi qu'une réduction de consommation d'énergie et temps de cycle de plus de 50 %.

En plus d'être virtuellement récompensées le 12 novembre, de nombreuses innovations des lauréats seront à nouveau présentées dans la brochure AVK Innovation Award de cette année, qui sera disponible en ligne ici.