Solvay accélère la production de préimpregnés低成本 avec le filament winder 4 axes de Cygnet Texkimp

Préformes multicouches à haute vitesse

Le fournisseur de matériaux composites Solvay (Alpharetta, Géorgie, États-Unis) a installé une machine de filament winding robotisée à 4 axes, conçue et construite par le spécialiste de la manipulation de fibres et fabricant de machines sur mesure Cygnet Texkimp (Cheshire, Royaume-Uni), pour produire des préimpregnés (prepregs) et pièces composites à faible coût.

La machine sur mesure a été installée au Centre d'Applications U.K. de Solvay à Heanor, un centre de R&D où l'entreprise développe de nouvelles technologies et procédés pour l'adoption des composites dans les marchés à grands volumes : automobile, aérospatial.

« La machine que nous avons développée est, en fait, un enrouleur à tambour semi-automatisé », explique Luke Vardy, directeur général de Cygnet Texkimp. « Mais contrairement aux machines traditionnelles de ce type, elle peut enrouler la fibre dans une gamme d'angles beaucoup plus large, offrant aux clients une plus grande flexibilité pour adapter les propriétés des matériaux au sein de préformes multicouches. »

L'enrouleur atteint une vitesse de fibre de 100 m/min et accepte un mandrin de 2,2 m de long sur 0,6 m de diamètre, produisant des préformes jusqu'à 2 m². L'enroulement fini est découpé du mandrin et taillé à la dimension par une unité de coupe automatique intégrée, puis transféré sur une table de transfert dédiée pour l'étape suivante.

« Cygnet Texkimp a travaillé en étroite collaboration avec nous pour développer un procédé hautement contrôlé et efficace qui supprime beaucoup de main-d'œuvre et nous permet de montrer à nos clients comment ils peuvent produire du préimpregné carbone rapidement, économiquement et compétitivement avec nos résines et matériaux », déclare Richard Russell, ingénieur procédés chez Solvay. « Pour le marché automobile en particulier, c'est une alternative très intéressante pour fabriquer des pièces composites haute performance en volumes moyens. »

Tension constante pour fibres étalées (spread tow)

L'enrouleur prélève les fibres (tows) secs depuis un creel entraîné à 4 positions, les alimente vers une tête d'application. Le creel entraîné contrôle la tension de la fibre tout au long du processus, assurant un étalement constant malgré les variations de vitesse d'enroulement.

Les 4 tows sont étalés sur la tête d'application pour créer une bande consolidée de 50 mm de large sur laquelle le système de résine de Solvay est appliqué, juste avant le dépôt sur le mandrin.

Le design de Cygnet Texkimp intègre un système de dosage de résine pour mélanger les résines avancées de Solvay au point d'application, éliminant ainsi le problème du pré-mélange (durcissement prématuré ou stockage sous conditions spéciales).

Solvay a également collaboré avec BMW (Munich, Allemagne) pour démontrer la production d'un capot M4 GTS par formage par diaphragme de préformes en fibre de carbone enroulées par filament winding.

Pour plus de détails, voir la brochure « Composites Materials for Automotive Applications » de Solvay (p. 7).