Continuous Composites, Siemens Energy applique des matériaux hautes performances pour les groupes électrogènes

Continuous Composites (Cœur d'Alene, Idaho, États-Unis) et Siemens Energy (Munich, Allemagne), une entreprise dérivée de l'ancienne division Gaz et électricité du groupe Siemens, ont annoncé la démonstration réussie de la technologie d'impression 3D à fibre continue (CF3D) pour Composants du générateur de Siemens Energy. Grâce à cette collaboration pluriannuelle, les sociétés ont développé un matériau polymère renforcé de fibres de verre thermodurcissable (GFRP), introduisant de meilleures performances mécaniques à des températures plus élevées, des conceptions optimisées pour la topologie et une direction dynamique des fibres pour orienter les fibres anisotropes dans la direction de la charge pour des applications personnalisées.

« Le déploiement de CF3D pour la fabrication de composants de générateurs est un exemple où notre technologie perturbe les processus de fabrication actuels et remplace les pièces métalliques par des matériaux composites hautes performances », déclare Tyler Alvarado, PDG de Continuous Composites. « Notre collaboration avec Siemens Energy démontre notre capacité à développer et à personnaliser des solutions matérielles avec des exigences strictes en matière de propriétés mécaniques qui vont bien au-delà du secteur de l'énergie. »

Continuous Composites et le partenaire matériaux de l'entreprise, Arkema (Cologne, Allemagne), au travers de son activité Sartomer, ont développé conjointement un CF3D haute température polymère thermodurcissable, permettant l'impression de pièces volumineuses et complexes qui ne pourraient pas être fabriquées avec les techniques composites traditionnelles. Selon Continuous Composites, le matériau a atteint une température de transition vitreuse (T_g ) de 227 °C et a subi une perte de résistance minimale à des températures supérieures à la T_g . De plus, les composites imprimés par CF3D auraient démontré des fractions volumiques de fibres (FVF) supérieures à 50 % avec une teneur en vide inférieure à 1,5 %.

Selon Continuous Composites, plusieurs composants de générateurs sont actuellement fabriqués à l'aide d'un procédé de coulée de métal qui est coûteux et a de longs délais de livraison. Cependant, le développement de ces nouveaux matériaux associés au processus CF3D dépasserait les exigences de température des matériaux des générateurs et d'autres applications Siemens Energy. Les résultats de démonstration pour le secteur de l'énergie incluent des coûts de fabrication cinq fois inférieurs à ceux des générateurs traditionnels et une diminution du délai de livraison de 8 à 10 mois à trois semaines. De plus, il est rapporté qu'il y a 1 million de dollars d'économies d'énergie à long terme sur les temps d'arrêt et une réduction significative du poids des pièces et des déchets de matériaux.

« Les performances mécaniques supérieures de CF3D, combinées à une réduction significative des coûts et des délais, ont conduit à notre sélection de composites continus », explique le Dr Joel Alfano, ingénieur principal en développement technologique chez Siemens Energy. « La possibilité de remplacer un composant de générateur métallique par des matériaux composites exploitant la FA est une percée puissante pour résoudre les contraintes auxquelles nous sommes confrontés dans l'industrie de l'énergie, et la technologie CF3D rend cela possible. »