AVK annonce les lauréats du Prix Innovation 2020 — Célébration des avancées composites durables

AVK (Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V., Francfort, Allemagne), la Fédération allemande des plastiques renforcés qui représente les intérêts des fabricants et transformateurs en Allemagne et au niveau européen, a annoncé virtuellement le 7 novembre les gagnants de ses Prix Innovation 2020. Décidés par un jury d'experts, les prix reconnaissent et honorent les innovations composites durables en trois catégories : Produits/Applications Innovants, Procédés Innovants et Recherche et Science.

« Nous avons été ravis de recevoir à nouveau tant de candidatures fortes en 2020. Beaucoup d'aspects du processus étaient, bien sûr, différents cette année. Pour la première fois, la cérémonie de remise des prix s'est tenue comme événement internet. Cependant, il est clair que partout chacun fait le meilleur de la situation. Les tendances positives dans le domaine des plastiques renforcés fibres continuent. On s'attend à ce que ces matériaux importants soient au cœur de nombreuses innovations dans les années à venir », dit Gerhard Lettl, président du jury.

Catégorie « Produits/Applications Innovants »

Moteur électrique à refroidissement direct avec carter intégral léger en polymères renforcés fibres - DEmiL

La première place revient à l'Institut Fraunhofer de Technologie Chimique (ICT, Pfinztal, Allemagne) en partenariat avec l'Institut de Technologie de Karlsruhe (Karlsruhe, Allemagne) et Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (Japon). Ce moteur électrique haute performance prouve que les plastiques renforcés fibres peuvent produire des structures plus petites et légères que les designs métalliques standards. Le moteur atteint une puissance continue de 58 kilowatts (kW) pour un poids de 10,5 kilogrammes. Selon AVK, la densité de puissance de 5,5 kilowatts par kilogramme établit une nouvelle norme pour les moteurs électriques produits en grande série. Un système de refroidissement était intégré dans le carter, dissipant la chaleur générée par le moteur directement à la source et permettant l'utilisation de composites dans la construction.

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

La deuxième place a été attribuée à Cidetec (Donostia-San Sebastián, Espagne). Selon Cidetec, ceux-ci utilisent des liaisons covalentes dynamiques pour créer une nouvelle génération de composites thermodurcissables qui, aux côtés des caractéristiques de performance familières, revendiquent d'autres propriétés jamais vues sous cette forme. De plus, Cidetec dit que les matériaux peuvent être facilement reconditionnés, recyclés ou réparés.

Structure hybride composite-métal pare-feu - sandwich 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, c'est une structure sandwich composite renforcée 3D, dans laquelle des couches de protection incendie peuvent être insérées pour isoler et refroidir en cas d'incendie. Des résines époxy standard peuvent être utilisées pendant l'infusion sous vide pour intégrer une structure hybride verre-métal à laquelle des composants métalliques traditionnels peuvent être attachés par soudage, fournissant une connexion pare-feu à un stade précoce du processus. Cette couverture protectrice forme une couche isolante en cas d'incendie et protège aussi le composant sandwich et la connexion hybride. Contrairement aux composites métalliques traditionnels, ce produit peut réduire le poids jusqu'à 55 %.

Catégorie « Procédés Innovants »

Procédé de moulage par injection robotisé (ROBIN)

La première place dans la catégorie « Procédés Innovants » a été attribuée à ROBIN et l'Institut pour l'Ingénierie Légère et la Technologie des Polymères à TU Dresden (Allemagne). En utilisant fibres de carbone dans une machine de moulage par injection composite à châssis C, les développeurs ont pu construire une machine pesant moins de 140 kilogrammes. Cela permet d'attacher la machine à un robot, par exemple, et de la déplacer librement dans une pièce. Améliorer la mobilité de la technologie d'usine génère plus de flexibilité dans le processus de moulage par injection pour la production de composants hybrides, tout en permettant de fabriquer des produits légers d'une manière qui économise les ressources.

Omega stringer du rouleau

Développé par le deuxième lauréat, le Centre Aérospatial Allemand (DLR, Cologne, Allemagne), ce nouveau procédé de fabrication permet de produire des éléments de raidissement en forme d'oméga à partir de préimprégnés époxy fibres de carbone. Il permet aux fabricants de produire des longerons efficacement à faible coût et en grandes quantités tout en économisant les ressources. La chaîne de processus dans son ensemble combine la technologie de placement automatisé de fibres (AFP), le formage par membrane unilatéral — aussi appelé formage à chaud — et la polymérisation en autoclave. Le formage simultané de sections transversales avec courbures positives et negatives est considéré comme une caractéristique unique du processus.

Coulée sous pression hybride : fabrication de structures composites intrinsèques PRFC-aluminium en coulée sous pression aluminium haute pression

La troisième place a été attribuée à ce procédé, développé par l'Institut des Fibres Brême (FIBRE) et les instituts de recherche Fraunhofer IFAM (Brême, Allemagne). Ce nouveau procédé, disent les deux instituts, fournit une technique pour assembler alliages aluminium et plastiques renforcés fibres de carbone en fondant la couche thermoplastique. La couche thermoplastique crée simultanément une séparation électrochimique entre la fibre de carbone et l'alliage aluminium, prévenant la corrosion de contact, et la résistance est atteinte à l'interface du matériau. Le procédé économise les ressources et peut être utilisé en production de série. Grâce à son potentiel en construction légère, il pourrait réduire les émissions de CO₂ des véhicules.

Catégorie « Recherche et Science »

Nouvelles résines UP haute température et agents de durcissement

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 fléchissement sous charge (HDT) de près de 250 °C ; la HDT la plus élevée mesurée précédemment était autour de 180 °C. La réactivité photochimique et thermique est significativement plus élevée que celle des esters vinylques et uréthanes haute température comparables, dit l'université. De plus, les agents de durcissement sont basés sur des copolymères styrène-anhydride maléique et augmentent la viscosité de la résine à des températures entre 100-160 °C. En même temps, ils augmentent la réactivité et améliorent la qualité de surface du stratifié.

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

Fraunhofer ICT a reçu en plus la deuxième place pour son procédé innovant, qui évalue les effets négatifs de l'humidité en T-RTM. Le procédé compense l'eau pour restaurer la vitesse de réaction antérieure avec des propriétés polymères presque identiques. Avec un modèle de simulation nouvellement développé, le procédé peut être contrôlé spécifiquement en modélisant la cinétique du processus. Cela mène à un procédé hautement efficient et permet la fabrication de composants T-RTM en environnements de production de série.

Production matériau- et énergie-efficace de longerons de turbine par combinaison intégrative de matériaux fibres thermodurcissables

La troisième place a été attribuée à l'Institut de Technologie des Polymères de l'Université d'Erlangen (Allemagne) pour son projet. Le « procédé Duro-IMF », tel qu'il est nommé, développé dans le cadre du projet de recherche, permet la fabrication efficace de composants composites fibres thermodurcissables complexes par moulage par injection thermodurcissable. Le procédé combine préimprégnés fibres continues et matériaux de moulage fibres courtes dans le principe one-shot. En coordonnant la modification matériaux et contrôles processus intelligents, les systèmes résines des matériaux réagissent irréversiblement entre eux pendant la polymérisation dans le moule, résultant en un composant hybride avec forte résistance de liaison, faible poids et haute résistance température, ainsi qu'une réduction de consommation d'énergie et temps de cycle de plus de 50 %.

En plus d'être virtuellement primés le 12 novembre, beaucoup des innovations des lauréats seront présentées à nouveau dans la brochure Prix Innovation AVK de cette année, disponible en ligne ici.