Solvay présente une approche de préimprégné et de pièces à faible coût à l'aide de l'enrouleur de filament Cygnet Texkimp

Le fournisseur de matériaux composites et de technologies Solvay (Alpharetta, Géorgie, États-Unis) a installé une machine d'enroulement de filaments robotisée à quatre axes conçue et construite par le spécialiste de la manutention des fibres et le fabricant de machines personnalisées Cygnet Texkimp (Cheshire, Royaume-Uni) pour fabriquer des matériaux préimprégnés à faible coût et pièces composites.

La bobineuse sur mesure a été installée dans le centre d'application de Solvay au Royaume-Uni, un centre de R&D basé à Heanor, où la société développe de nouvelles technologies et de nouveaux procédés pour l'adoption de composites sur des marchés à volume élevé, notamment l'automobile et l'aérospatiale.

Préformes multicouches à grande vitesse

L'enrouleur de filament a été conçu par Cygnet Texkimp pour permettre la production de grandes feuilles de matériaux composites, ou préformes, qui peuvent être moulées à l'aide de la technologie de formage à double diaphragme (DDF) et de moulage par compression de Solvay. L'objectif est de créer des pièces extérieures rentables pour l'industrie automobile, notamment des capots et des couvercles de coffre.

« La machine que nous avons développée est en fait un enrouleur de tambour semi-automatisé », explique Luke Vardy, directeur général de Cygnet Texkimp. d'angles, offrant aux clients une plus grande flexibilité dans la personnalisation des propriétés des matériaux dans les préformes multicouches. »

L'enrouleur est capable d'enrouler à une vitesse de fibre allant jusqu'à 100 mètres/minute et a été conçu pour accueillir un mandrin de 2,2 mètres de long sur 0,6 mètre de diamètre, afin de produire des préformes d'une taille allant jusqu'à 2 mètres carrés. Le vent fini est tranché du mandrin et coupé à la taille à l'aide d'une unité de coupe automatique intégrée avant d'être transporté vers la prochaine étape de traitement sur une table de transfert dédiée.

« Cygnet Texkimp a travaillé en étroite collaboration avec nous pour développer un processus hautement contrôlé et efficace qui supprime une grande partie des besoins en main-d'œuvre et nous permet de montrer à nos clients comment ils peuvent produire des préimprégnés en fibre de carbone rapidement, de manière rentable et compétitive en utilisant nos résines et matériaux, », a déclaré Richard Russell, ingénieur procédés chez Solvay. « Pour le marché automobile en particulier, il s'agit d'une alternative très intéressante pour réaliser des pièces composites hautes performances dans des volumes moyens. »

Tension constante pour le remorquage étalé

L'enrouleur prend des fibres sèches, ou des câbles, d'un cantre entraîné à quatre positions intégré et les alimente sur une tête d'application. Le cantre entraîné contrôle la tension des fibres tout au long du processus. Cela garantit un étalement constant malgré les variations de vitesse de la fibre qui se produisent tout au long du processus d'enroulement.

Les quatre câbles sont répartis sur la tête d'application pour créer une feuille ou un ruban consolidé de 50 millimètres de large sur lequel le système de résine Solvay est appliqué, juste avant sa pose sur le mandrin.

La conception de Cygnet Texkimp intègre un système de dosage de résine pour mélanger les résines avancées de Solvay au point d'application, et, ce faisant, élimine le problème du durcissement de la résine pré-mélangée avant l'application ou devant être stockée dans des conditions spéciales.

Solvay a également travaillé avec BMW (Munich, Allemagne) pour démontrer la production d'un capot M4 GTS en utilisant le formage de diaphragme de préformes en fibre de carbone à enroulement filamentaire.

Pour plus de détails, voir la brochure « Matériaux composites pour applications automobiles » de Solvay (p. 7).