Nouvelle étude offre des lignes directrices de conception pour le surmoulage de composites thermoplastiques

Le surmoulage est une technologie dans laquelle un stratifié composite thermoplastique est thermoformé et ensuite surmoulé par injection. Ce processus de fabrication quasi-net-shape est bien adapté pour la production automatisée en grande série de structures 3D complexes avec une excellente performance structurelle et un haut niveau d'intégration de fonctions.

Cependant, l'industrie manque d'outils de conception de processus. Répondant à ce besoin, des chercheurs au Centre de Recherche sur les Composites Thermoplastiques (TPRC, Enschede, Pays-Bas) ont analysé le processus de surmoulage, en se concentrant sur la résistance du lien entre le stratifié composite surmoulé et la résine polymère injectée/composites renforcés. En utilisant la modélisation de processus et les tests mécaniques, ils ont évalué à la fois un processus en une étape et un processus en deux étapes. Les résultats ont montré des mécanismes de processus distinctement différents et une structure matérielle et une performance mécanique résultantes différentes dans les pièces composites surmoulées.

Partant de la théorie classique de la reptation de De Gennes pour la reptation et la guérison des polymères amorphes, une approche alternative a été développée pour décrire le développement de la résistance pour les matériaux semi-cristallins. Une description rudimentaire du degré de fusion a été implémentée pour prédire la résistance du lien en fonction de l'historique thermo-mécanique à l'interface pendant le formage et l'injection de résine subséquente pour PA6 et PEEK, les deux matériaux de matrice semi-cristallins.

L'article complet, « Analysis of the Thermoplastic Composite Overmolding Process: Interface Strength » peut être trouvé dans Frontiers in Materials. En savoir plus sur la recherche sur le surmoulage de TPRC ici.

Reptation

Une théorie proposée par Piere Gill deGennes en 1971 et plus tard étendue au modèle de tube par Maasai Doi et Sam Edwards. Elle décrit le mouvement thermique de longues chaînes polymères dans des solutions concentrées et des fusions, postulant que les chaînes polymères individuelles, contraintes par leurs voisines, se déplacent principalement le long de leurs propres contours d'une manière serpentine. D'où son nom, dérivé du latin reptare, ramper. Les modèles basés sur la reptation ont été rapportés comme réussis pour concilier une large gamme d'observations expérimentales et sont largement en accord avec des résultats computationnels plus récents.

RÉFÉRENCES | « Activated reptation: Coupling of polymer dynamics to density fluctuations » et « Reptation and Tube Model » de polymerdatabase.com