RWTH Aachen ITA : ligne d'enrobage multi-fibres avancée et recherche fibre de carbone

Note éditoriale : CompositesWorld a reçu plusieurs annonces produits/technos avant JEC World 2020 (prévu 3-5 mars, reporté à mai). CW les publie maintenant. En voici une.

L'Institut für Textiltechnik de RWTH Aachen University (ITA, Aix-la-Chapelle, Allemagne) présente innovations production fibres verre et carbone au stand commun de l'Aachen Center for Integrative Lightweight Construction.

Démonstrations live : système d'enrobage multi-matériaux

Sur le stand, ITA démontre comment sa ligne d'enrobage multi-matériaux fibres enrobe/imprègne des mèches (rovings) de divers matériaux, produisant des towpregs (rovings préimprégnés) depuis thermoplastiques et fibres carbone. Towpregs traitables par bobinage ou tressage. Exemples : arbres de transmission auto/aéro.

Système : large gamme applications, sortie rapide. T° max process 400 °C → thermoplastiques haute T° traitables, tests rapides multi-matériaux échelle labo. Vitesses actuelles : 5 m/min (selon matériau/config). Montée à l'échelle industrielle possible. Traite thermodurcissables et thermoplastiques.

Avec cette ligne : towpregs sections circulaires jusqu'à 5 mm Ø et géométries ruban jusqu'à 20 mm largeur à 5 m/min (selon matériau/config).

Recherche production fibre de carbone

ITA présente aussi sa production fibres carbone, un de ses axes cœur. ITA dispose d'une ligne pilote continue production fibres carbone < 1 tonne/an. Par sa taille comparative petite et faible apport matière, idéale pour développement nouveaux profils stabilisation/carbonisation et test nouveaux enduits (sizings) fibres.

Objectif principal actuel : réduire temps stabilisation de 50 min initiales à ~21 min. Fibres résultantes niveau Toray T700.

Autre approche réduction coût fibres carbone : matières premières alternatives type polyéthylène (PE) → réduction prix fibre carbone ~50 %. Grâce installations filature/sulfonation existantes, ITA = un des instituts leaders recherche fibres carbone coût-efficaces base polyoléfines.

Technologie textile et photonique

Composants CFRP souvent assemblés par fixations collées dans composant CFRP curé/percé. Selon ITA, intégration fixations dans préforme textile + polymérisation additionnelle pour CFRP final peut raccourcir chaînes production et augmenter performance assemblage ≥ 50 %. Nécessite découpes haute précision dans textile pour fixations.

Projet CarboLase (NRW, financé OP.EFRE) : traitement laser matériaux intégré 1re fois dans processus préformage automatisé. Nouveauté : laser ultra-court pulsé « material-friendly » → traite textiles sans dommage thermique.

En combinant technologies en cellule robot flexible : production just-in-time composants CFRP avec fixations intégrées maintenant possible indépendamment géométrie composant et taille lot. Démonstrateur segment montant B avec fixations intégrées produit pleinement auto.

Développé par ITA RWTH Aachen avec partenaires : AMPHOS GmbH, Kohlhage Fasteners GmbH & Co. KG, LUNOVU Integrated Laser Solutions GmbH, Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT.

Filament winding préimprégné haute vitesse

ITA travaille filament winding avec nombreuses industries, dont sa nouvelle techno multi-filament winding. Avantage principal : nombreuses fibres (installation ITA : 48 fibres) enroulées simultanément → vitesse process ×50 et couverture 100 % en un passage.

Vitesse augmentée davantage via développement préimprégnés haute qualité projet ZIM MFWOptiPreg avec F.A. Kümper GmbH & Co. KG. Tack (collant) optimisé, cassure fibres réduite, vitesses enroulement élevées, produits qualité. Filament winding : avantage orientation fibres direction souhaitée (0°≤θ<90°).

Exemple produits qualité : ces préimprégnés testés pour fabrication réservoirs pression et arbres torsion. Préimprégné développé déjà dispo marché.