CAMX 2018 : De grands changements à venir

Impression 3D thermodurcissable

CW a largement couvert l'impression 3D de composites à partir de résines thermoplastiques. Mais au cours de l'année écoulée, nous avons constaté une croissance de l'impression avecthermodurcissableRésines. Cette tendance semble promise à un essor important, comme en témoigne la présentation de l'impression thermodurcissable à grande échelle par le Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) lors des prix CAMX et ACE. Développé en partenariat avec Magnum Venus Products (MVP), le système d'impression thermodurcissable à grande échelle THERMOBOT offre un volume de construction de 4,88 m x 2,44 m x 1,04 m. Grâce à l'utilisation de polymères réactifs assurant une réticulation complète entre les couches, la technologie THERMOBOT revendique des pièces imprimées plus résistantes que celles utilisant des couches thermoplastiques partiellement fusionnées. Le coût des matières premières serait également inférieur de 50 %. Tous les essais réalisés à ce jour ont utilisé des systèmes vinylester de Polynt-Reichhold, conformément à son accord de recherche et développement (CRADA) avec l'ORNL.

En ajoutant davantage de matériau aux endroits où une structure doit supporter une charge plus importante, les structures en nid d'abeille avec des diamètres et des hauteurs de cellules variables permettent de réaliser des économies de poids significatives tout en augmentant la rigidité.
SOURCE : ELiSE (à gauche) et CW.

Les moules imprimés en 3D sont itérés à nouveau

Polynt-Reichhold, en partenariat avec Cincinnati Inc. et TruDesign (Knoxville, Tennessee, États-Unis), a présenté une avancée majeure dans le domaine des moules composites imprimés en 3D. Présentée au salon CAMX, cette innovation consiste à imprimer des moules non pas avec une sous-structure pleine, mais avec un noyau en treillis, ce qui réduit le temps d'impression, la quantité de matériau et le coût. La surface du moule est obtenue par pulvérisation de TD Coat RT, un revêtement épais à température ambiante, sur le treillis imprimé en 3D. Les dimensions et les détails finaux sont ensuite usinés. Ce revêtement est appliqué à l'aide d'un équipement de pulvérisation MVP et commercialisé par TruDesign. Il assure notamment l'adhérence de la surface thermodurcissable au substrat thermoplastique imprimé, garantit l'étanchéité sous vide et compense la différence significative de coefficient de dilatation thermique (CDT) entre les directions machine et z du composite imprimé – généralement un ABS renforcé à 20 % de fibres de carbone. Sans ce revêtement, les variations de température pourraient entraîner des déformations de la surface du moule. Les segments de moule présentés ci-dessus ont été imprimés par AES (Akron, OH, États-Unis) à l'aide d'une machine BAAM de Cincinnati Inc.

L&L propose des structures pultrudées pour l'automobile

L&L Products, Inc. a lancé sonSystèmes composites continus(CCS)Les profilés pultrusés en résine polyuréthane sont destinés à des applications automobiles telles que les bas de caisse et les structures de protection en cas de collision. Ils remplacent les structures métalliques traditionnelles nécessitant des cloisons pour assurer la rigidité requise, offrant une légèreté appréciable (75 % de masse en moins que l'acier et 30 % de moins que l'aluminium) à un prix avantageux. La gamme de profilés en fibres continues comprend le CCS Set (fibre de verre), le CCS Hybrid (mélange personnalisé de fibres de verre et de carbone) et le CCS Extreme (fibre de carbone uniquement). Ces composites peuvent être associés aux adhésifs L&L, reconnus pour leur qualité, dans le cadre de leur processus de fabrication en continu, ce qui permet de réduire davantage les coûts de production et les délais de livraison. Les adhésifs L&L contribuent également à atténuer les problèmes de bruit, de vibrations et de rudesse (NVH). Outre le secteur automobile, les produits CCS sont également utilisés pour les longerons de pales d'éoliennes, ainsi que pour des applications industrielles et architecturales.

L&L a également présenté son système d'isolation de maintien du coupleTRI-scellementProduits pour carrosseries automobiles multi-matériaux. Le mastic expansible est enrichi en alumine.(Al2LE3, ou oxyde d'aluminium) sphèresCe système assure le maintien du couple de serrage tout en isolant simultanément des matériaux dissemblables afin de prévenir la corrosion galvanique et en garantissant l'étanchéité à l'eau, à l'air et à la poussière. Disponibles en version thermocollée pour les applications sèches ou adhésive pour les applications sensibles à la pression, les produits TRI-seal s'utilisent aux interfaces entre matériaux dissemblables, sur les fixations boulonnées/rivetées et sur les charnières de portes, capots et hayons.

Owens Corning produit des filaments pour l'impression 3D

XSTRANDDes filaments pour impression 3D ont été développés à partir de fibres de verre coupées et de polyamide 6 (PA 6 nylon) ou de polypropylène (PP) produits par l'entreprise. Pourquoi la fibre de verre ? « Elle offre une meilleure qualité d'impression, une finition supérieure et des propriétés plus performantes que la fibre de carbone coupée, car nous avons mis au point une solution optimisée grâce à un encollage spécifique pour chaque type de polymère », explique Jay Yang, expert produit chez Owens Corning. Il souligne que d'importants travaux de développement et de sélection des matériaux ont été nécessaires pour optimiser l'association polymère, fibres et encollage. « Ce projet complexe a nécessité deux années de recherche et développement. » M. Yang indique que d'autres variantes sont en cours de développement, notamment des filaments pour des températures plus élevées et des polymères plus spécifiques.

Résine polyester avec Tg > 250 °C

ATSP Innovations (Champaign, Illinois, États-Unis) est une start-up issue de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign qui a développé les résines polyester thermodurcissables aromatiques Estherm (ATSP). Cette nouvelle classe de copolyesters offre des performances supérieures à celles d'un polyester classique ou d'une résine époxy classique pour stratification humide.

Il se targue également d'une résistance à la température plus élevée (Tg > 250 °C) que les polyesters et les vinylesters, dont la température maximale est respectivement de 140 °C et 160 °C, et que les époxydes, dont la température de service maximale est atteinte avant 200 °C. ATSP Innovations indique que les composites à base d'Estherm permettent de réaliser des structures porteuses jusqu'à une Tg de 285 °C. Cette valeur est en réalité plus comparable à celle des résines phénoliques (148-260 °C), bismaléimides (200-282 °C) ou polyimides (260-316 °C). L'entreprise revendique d'autres avantages, notamment une très faible absorption d'humidité, une stabilité à l'oxydation, une usinabilité aisée (faible émission de poussières), une faible inflammabilité sans charges (indice limite d'oxygène de 40 %, supérieur à celui des résines phénoliques) et une recyclabilité similaire à celle des thermoplastiques.

En effet, à l'instar de l'adhésif époxy reformable LF610 de L&L Products, ce copolyester thermodurcissable aromatique, lorsqu'il est formulé en adhésif (marque déposée Self-Bond), permet le collage et le décollement, par la chaleur et la pression, et ce jusqu'à 50 fois sans perte de résistance. ATSP Innovations explique que cela est possible grâce à un procédé de collage à l'état solide appeléréaction de transestérification interchaîneEstherm et Self-Bond sont présentés comme des solutions prêtes à l'emploi, adaptables aux besoins spécifiques des clients et disponibles sous différentes formes. ATSP Innovations a publié des recherches sur la transformation de ces matériaux en composites et en mousses, ainsi que sur les revêtements tribologiques et cryogéniques. Développés depuis 2011, ces matériaux ont récemment fait l'objet d'un financement de phase II, faisant suite à son projet SBIR de phase I, financé par la NASA et intitulé « Concept d'adhésion réversible pour l'assemblage spatial ».

L'Internet des objets pour le traitement des sacs sous vide

Ruiz Aerospace (Laval, QC, Canada) a développéCentre TERVIACe système, doté de capteurs et d'une connectivité internet, permet la collecte de données provenant des ports de vide connectés au hub et leur échange via Wi-Fi à l'aide d'un smartphone, d'une tablette ou d'un ordinateur. Les sondes mesurent la pression atmosphérique, le vide, la température et l'humidité sous le sac sous vide et transmettent ces données au cloud via le hub TERVIA pendant toute la durée du processus de polymérisation. Le système permet d'effectuer des tests automatisés d'étanchéité sur les outils et les configurations de sacs sous vide. Il affiche et enregistre également les paramètres de fabrication pendant toute la durée du processus de polymérisation. Le système peut aussi afficher la progression de la polymérisation par rapport à une recette de temps et de température programmée et envoyer des alertes par SMS/e-mail lorsque les paramètres de polymérisation sont atteints ou que la température seuil est atteinte. Il fonctionne essentiellement comme un système de collage à chaud sans le mécanisme d'application de chaleur. Cependant, avec un hub à moins de 1 000 USD, trois sondes sous vide à 99 USD et un abonnement mensuel de 39 USD pour la licence logicielle avancée (il existe également des options gratuites et des options personnalisables plus onéreuses), le coût total est beaucoup plus abordable.