Aperçu des processus et applications de moulage composite

1. Layage des mains

Principe: Les tissus fibreux (par exemple, la fibre de verre, la fibre de carbone) sont posés manuellement sur un moule, recouvert de résine (par exemple, époxy, polyester) et roulés pour éliminer les bulles d'air avant de durcir à température ambiante ou sous la chaleur.
Avantages: Équipement simple, faible coût, adapté à la production en petits lots et aux formes complexes (par exemple, coques de bateau, sculptures).
Inconvénients: Très dépendante des compétences de l'opérateur, de la qualité des produits incohérentes, de la porosité élevée et des propriétés mécaniques plus faibles.
Applications: Yachts, réservoirs de rangement, composants décoratifs architecturaux.

2. Spap-up

Principe: Un pistolet à pulvérisation dispense simultanément des fibres hachées et de la résine sur un moule, suivie d'un compactage et d'un durcissement.
Avantages: Efficacité plus élevée que la mise en place des mains, adaptée aux pièces creuses ou incurvées.
Inconvénients: CONSEIL-FIBRES DU FIBRES, RÉDUITE RÉDUITE, Émissions élevées de COV (composés organiques volatils).
Applications: Panneaux de carrosserie automobiles, baignoires, coquilles simples.

3. Moulage du sac à vide

Principe: Après les fibres posées et la résine, un sac à vide couvre la pièce et l'air est évacué pour compacter le matériau et améliorer le flux de résine, assurant moins de vides.
Avantages: Densité de matériau plus élevée que la pose des mains, une porosité plus faible, des propriétés mécaniques améliorées.
Inconvénients: Nécessite un équipement sous vide et implique un processus plus complexe.
Applications: Petites composants aérospatiaux, renforcement localisé dans les lames d'éoliennes.

4. Moulage d'autoclave

Principe: Les préreg (fibres pré-imprégnées de résine) sont en couches à l'intérieur d'un autoclave et durcies à haute température et pression.
Avantages: Densité de matériau élevée, excellentes propriétés mécaniques, idéales pour les applications à haute performance.
Inconvénients: Équipement coûteux, consommation d'énergie élevée, long cycle de production.
Applications: Ailes d'avions, structures satellites, composants de la voiture de course.

5. Moulage de transfert de résine (RTM)

Principe: Les préformes de fibres sèches sont placées à l'intérieur d'un moule fermé et la résine est injectée pour imprégner les fibres avant le durcissement.
Avantages: Finition de surface élevée, teneur en fibres contrôlables, adaptée aux structures complexes.
Inconvénients: Les coûts de moisissure élevés nécessitent un contrôle de flux de résine précis.
Variantes: RTM à haute pression (HP-RTM), RTM assisté sous vide (VARTM).
Applications: Pièces structurelles automobiles, fuselages d'UAV.

6. Moulage de compression

Principe: Les préreg ou les composés de moulage en tôle (SMC) sont placés dans un moule chauffé et comprimés en forme.
Avantages: Convient à la production de masse, à une grande efficacité et à une qualité de produit cohérente.
Inconvénients: Coûts de moisissure élevés, contrôle limité d'orientation des fibres.
Applications: Des pare-chocs automobiles, des composants d'isolation électrique.

7. Enroulement de filament

Principe: Les fibres continues imprégnées de résine sont enroulées autour d'un mandrin à des angles spécifiques avant de guérir.
Avantages: Orientation contrôlée des fibres, excellente résistance, adaptée aux structures axisymétriques.
Inconvénients: Équipement complexe, limité aux formes symétriques en rotation.
Applications: Vessels sous pression, pipelines, bobines de moteur de fusée.

8. Pultrusion

Principe: Les fibres continues passent à travers un bain de résine et sont tirées à travers un moule chauffé pour la mise en forme et le durcissement.
Avantages: Production continue, efficacité élevée, idéale pour les profils de coupe transversale constants (par exemple, tiges, poutres).
Inconvénients: Limité aux profils en ligne droite, une résistance transversale inférieure.
Applications: Brifts de pont, plateaux de câbles, cadres d'échelle.

9. Placement automatisé des fibres (AFP)

Principe: Un système robotique place précisément des bandes étroites de préreg sur un moule suivant les chemins programmés, puis la chaleur et la pression guérissent la structure.
Avantages: Haute précision, haute efficacité, adaptée aux surfaces courbes grandes et complexes.
Inconvénients: Les coûts d'équipement et de matériaux extrêmement élevés.
Applications: Pièges de fuselage d'avion, poutres principales d'éoliennes.

10. Impression 3D (fabrication additive)

Principe: Dépôt de couche par couche utilisant la modélisation de dépôt fondu (FDM) ou la coextrusion de fibres continues (par exemple, la technologie markforged).
Avantages: Liberté de conception élevée, pas besoin de moules, idéal pour les prototypes ou des pièces complexes à faible volume.
Inconvénients: Force inférieure, liaison intercouche faible, processus plus lent.
Applications: Brassets personnalisés, prototypes structurels légers.

Autres processus de moulage

• Moulage par injection de réaction (jante): Les résines réactives à la course rapide sont injectées dans un moule, principalement pour les composites à base de polyuréthane.

• Moulage centrifuge: Utilise la force centrifuge pour distribuer de la résine dans les fibres, idéale pour la fabrication de tuyaux.

• Composé de moulage en vrac (BMC) / composé de moulage de pâte (DMC): Convient aux composants électriques à l'aide d'un matériau composite de type puty.

Facteurs clés pour la sélection des processus

• Volume de production: Les petits lots favorisent la couche ou le pulvérisation à la main; La production à grande échelle préfère les moulures de compression ou la pultrusion.

• Exigences de performance: Les pièces haute performance utilisent le moulage automatique ou l'AFP; Les solutions rentables utilisent la mise à la main.

• Complexité de forme: Les surfaces incurvées complexes bénéficient de RTM ou AFP, tandis que les coupes transversales constantes correspondent à la pultrusion.

• Type de matériau: Les composites thermodurcissants sont généralement fabriqués via RTM ou le moulage automatique, tandis que les thermoplastiques peuvent être traités via l'impression 3D ou le moulage par compression.

En sélectionnant le processus optimal, les fabricants peuvent équilibrer le coût, l'efficacité et les performances pour répondre à diverses demandes de l'industrie en aérospatiale, en automobile, en énergie, etc.