AVK annonce les lauréats des Prix de l'Innovation 2018 pour l'excellence dans les matériaux composites

AVK est l'association professionnelle allemande pour les plastiques renforcés fibres/composites, qui représente les intérêts des producteurs et transformateurs aux niveaux national et européen. Ses services incluent l'organisation de groupes de travail, séminaires et conférences, ainsi que la fourniture d'informations pertinentes pour le marché, dont son rapport annuel sur le marché des composites.

AVK est l'un des quatre piliers nationaux de l'organisation faîtière de l'industrie allemande de transformation des plastiques (GKV) et membre de l'Association européenne de l'industrie des composites (EuCIA). AVK est membre fondateur de Composites Allemagne, avec Carbon Composites e.V. (CCeV), CFK-Valley Stade e.V. (CFK-Valley) et le Groupe de travail Technologie hybride légère au VDMA.

Depuis des années, AVK décerne des prix pour des innovations spéciales dans les plastiques renforcés fibres (PRF)/composites dans le but de promouvoir de nouveaux produits, procédés et applications. Un autre prix récompense les universités, hautes écoles et instituts pour des travaux scientifiques exceptionnels en recherche et science. Dans toutes les catégories, une attention particulière est portée au thème de la « durabilité ».

Les Prix de l'Innovation AVK 2018 ont été remis lors du 4^e Congrès International des Composites (ICC) le 5 novembre, choisis parmi plus de 50 candidatures. Une liste complète des candidatures et lauréats est disponible sur : https://www.avk-tv.de/files/20181108_avkinnovationspreis2018.pdf

Lauréats des Prix de l'Innovation AVK 2018

BÜFA Gelcoat d'outillage conducteur

Un revêtement d'outillage électriquement conducteur qui contribue significativement à l'augmentation des standards de sécurité dans la production composite. Si l'outillage est correctement mis à la terre, la résistance de fuite de la surface de l'outillage au point de terre est de 10⁶ Ω. Pour garantir que les charges électrostatiques peuvent être dissipées en sécurité, la résistance de fuite doit être dans la plage de 10⁶-10⁹ Ω. Les matériaux disponibles auparavant pour l'outillage plastique sont par définition des isolants électriques (10¹² Ω) et ne peuvent donc pas dissiper les charges électrostatiques lors du démoulage. Les caractéristiques conductrices des surfaces du gelcoat BÜFA-Conductive-Tooling sont obtenues en utilisant de très petites quantités de nanotubes de carbone (CNT). Cela procure des avantages décisifs par rapport aux additifs antistatiques conventionnels comme le noir de carbone ou le graphite.

Système de préhension léger en PRFC pour applications robotiques et d'assemblage

Audi AG, CTC GmbH (une société Airbus), Airbus Operations GmbH, le Laboratoire de technologie de fabrication de l'Université Helmut-Schmidt Hambourg et Volkswagen AG ont développé un système modulaire de préhension haute performance en composites fibre de carbone lors d'un programme de développement de 5 ans. Ce kit de composants modulaires peut être utilisé dans les systèmes de production et d'assemblage industrialisés aérospatiaux et automobiles. Le nouveau système de préhension léger complète et remplace partiellement les éléments du système Euro Greifer Tooling (EGT) utilisé dans l'industrie automobile allemande – comprenant divers profilés aluminium/acier et éléments de connexion. En contraste, le nouveau système contient des éléments de connexion en SMC fibre de carbone, profilés complexes pultrudés PRFC et tubes PRFC filamenteux de plus petite section.

Dieffenbacher Fibercon - Consolidation efficace par rayonnement IR sous vide de dépôts de bandes en production série

La consolidation de blanks sur mesure est une étape nécessaire dans la chaîne de processus pour atteindre des propriétés mécaniques élevées dans les pièces composites. Le système de consolidation Fibercon minimise la dégradation du polymère tout en montrant la capacité d'imprégner des fibres sèches car il élimine efficacement la porosité dans les blanks sur mesure. Les thermoplastiques haute température peuvent aussi être traités sans adaptation du système. Autres avantages : capacité à consolider des blanks sur mesure avec variations d'épaisseur et consommation d'énergie réduite vs procédés de chauffage/refroidissement conventionnels. En production automatisée, les blanks peuvent être démoulés à température élevée près du point de fusion de sorte que la chaleur résiduelle minimise la puissance de réchauffage pour le thermoformage final – c'est-à-dire sert de préchauffage du blank.

OrganoGlas par l'Institut de technologie textile (ITA) de l'Université RWTH Aachen

OrganoGlas – un développement nouveau et disruptif dans le domaine des matériaux transparents – est un composite renforcé fibres thermoplastique de fibres de verre plates et d'une matrice transparente. La production d'un matériau transparent, formable, haute résistance et bas coût ne remplace pas seulement les matériaux existants, mais ouvre aussi de nouvelles applications. Comparé aux solutions transparentes existantes, OrganoGlas a des résistances significativement plus élevées au même poids, permettant une réduction de poids correspondante dans applications automobile, aérospatiale et construction. Le matériau innovant peut aussi être reformé et soudé grâce à la matrice thermoplastique, rendant possible la production de masse de panneaux PRF transparents, qui peuvent ensuite être moulés à la forme désirée. Cela mènera à un avantage de coût significatif sur les solutions actuelles et comblera le gap léger dans les matériaux transparents.

Nouveau fil hybride : Revêtement de tous les filaments de verre dans le processus de filature pour produire une fibre verre thermoplastique

L'ITA de RWTH Aachen et l'Institut pour la conception légère avec systèmes hybrides (ILH) de l'Université de Paderborn ont développé un nouveau procédé pour produire des composites fibre de verre/thermoplastique. Les composites thermoplastiques à fibres continues (TPC) sont souvent faits en imprégnant des textiles fibre de verre avec des films thermoplastiques – un processus où tous les filaments de verre ne sont pas liés à la matrice plastique. En conséquence, le potentiel léger pour les TPC n'est pas pleinement réalisé. La nouvelle approche choisie par ITA et ILH enduit les fibres de verre directement avec la matrice thermoplastique (TP) pendant le processus de fabrication de la fibre. Ainsi, tous les filaments de la fibre sont individuellement enduits, ce qui préserve son caractère de fil souple. Un autre avantage : la matrice plastique n'est qu'à quelques µm de sa position finale vs l'état de l'art actuel, où la matrice TP doit s'écouler sur plusieurs millimètres.

SAERTEX LEO pour le revêtement de sol de 66 trains ICE Deutsche Bahn

SAERTEX LEO est un système de tissus non-crimp (NCF) optimisé offrant une haute protection feu pour applications véhicules ferroviaires. Avec leurs partenaires SMT Montagetechnik et Alan Harper Composites, SAERTEX a développé un produit et changé avec succès les panneaux de plancher de 66 voitures pour les trains ICE 3 de Deutsche Bahn – passant de panneaux contreplaqué à panneaux composites LEO. SAERTEX LEO offre un haut potentiel pour la construction légère, une haute capacité de charge et des matériaux non-toxiques, sans halogène. Le système SAERTEX LEO satisfait la nouvelle norme européenne de sécurité feu EN 45545-2. De plus, la mise en œuvre et l'utilisation du système SAERTEX LEO réduisent l'impact environnemental des trains causé par la construction et l'usage.

Roue radiale composite haute performance en conception modulaire

Développée par l'Institut de construction légère et technologie des plastiques (ILK) de TU Dresden, la combinaison de composants métalliques avec structure composite renforcée fibres pour innover des designs hybrides offre des avantages considérables pour les ventilateurs centrifuges en termes de densité de puissance, robustesse, durée de vie et degré d'intégration comparé aux solutions conventionnelles. À l'avenir, cela permettra des vitesses périphériques maximales et une production économique même pour petites quantités. Dans le projet de recherche « Roue radiale légère » (LeRala) de l'Association de recherche pour la technologie de l'air et du séchage (FLT), un design modulaire simplifié carbone/métal pour roues radiales a été développé et des informations sur son comportement structurel et de rupture sous charge rotationnelle maximale ont été générées dans des tests initiaux. Une vitesse périphérique de 543 m/s a déjà été atteinte avec le modèle fonctionnel simplifié à 10 266 tr/min. De telles vitesses périphériques sont difficiles à atteindre avec des roues métalliques.

First-time-right : Développement de processus efficace par simulation de drapage

Voith Composites produit le panneau arrière PRFC pour l'Audi A8 en série (jusqu'à 65 000 unités/an). Ce composant structurel hautement porteur est produit utilisant le procédé Voith de placement direct de fibres sèches (Voith Roving Applicator, VRA). Pendant la phase de développement, une méthode numérique pour la simulation de formage a été développée, utilisée dans le solveur éléments finis (FE) Abaqus/Explicit. Cette nouvelle méthode de simulation permet de détecter précisément les zones avec des caractéristiques telles que froissage, pontage et espaces dans les 19 couches individuelles du panneau arrière PRFC de l'A8 et de tester et quantifier divers concepts de processus et paramètres d'installation au niveau virtuel. Après calibration et validation basées sur caractérisations matériaux et tests, une maturité industriellement applicable pour l'utilisation dans le développement de processus du panneau arrière A8 a été atteinte. Ni dans le processus d'approvisionnement ni pendant la mise en service de l'installation de formage – conçue et construite utilisant la simulation de drapage – il n'a été nécessaire d'ajuster ultérieurement la séquence de processus ou les outils de simulation. L'utilisabilité de la méthode de développement de processus pilotée par simulation a non seulement été prouvée avec succès pour l'évaluation qualitative mais surtout comme approche first-time-right pour la conception quantitative des processus de formage pour les phases de développement et série de la fabrication industrialisée de structures composites haute performance.