Présentation
En anglaisNOTE DE L'ÉDITEUR
Les normes ISO 180 de décembre 2000, ISO 180/A1 de décembre 2006 et ISO 180/A2 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 180 (T51-911) : Plastiques - Détermination de la résistance au choc Izod (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).
La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).
Les normes NF EN ISO 178 de février 2011 et NF EN ISO 178/A1 de juin 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 178 (T51-001) "Plastiques - Détermination des propriétés en flexion" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1905 (mai 2019).
La norme NF EN ISO 527-3 d'octobre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-3 (T51-034-3) "Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 3 : Conditions d'essai pour films et feuilles" (Révision 2018)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1812 (décembre 2018).
RÉSUMÉ
Les procédés de mise en œuvre des composites thermoplastiques sont directement dépendants de la présentation commerciale des composites CLFT (composites à fibres continues) et des procédés de transformation existants pour les composites TDA (thermodurcissables armés) et SFT (Short Fiber Thermoplastic). L’objectif de la transformation d’un CLFT (Continuous Long Fiber Thermoplastic) en objet manufacturé est de préserver la continuité du renfort fibreux, tout en conservant l’intégralité de l’effet renforçant de la fibre jusque dans la pièce en minimisant les efforts de cisaillement sur le matériel de transformation.
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Lire l’articleABSTRACT
The implementation processes of thermoplastic composites directly depend on the commercial presentation of the CLFT composites (continuous fiber composites) and the existing transformation processes for reinforced thermosetting composites and SFT( Short Fiber Thermoplastic) composites. The objective of the transformation of a CLFT (Continuous Long Fiber Thermoplastic) into a manufactured object is to preserve the continuity of the fibrous reinforcement whilst maintaining the full reinforcing effect of the fiber and minimizing shear stresses on the processed material.
Auteur(s)
-
Paul LUCAS : Ingénieur ITECH - Responsable du Service R & D Twintex Saint-Gobain Vetrotex International
-
Guy ZANELLA : Ingénieur-Plasturgiste - Ancien Responsable de l’atelier d’Applications Twintex Vetrotex Saint-Gobain
INTRODUCTION
Les procédés de mise en œuvre des composites thermoplastiques sont directement dépendants de la présentation commerciale des composites CLFT (composites à fibres continues) et des procédés de transformation existants pour les composites TDA (thermodurcissables armés) et SFT (Short Fiber Thermoplastic) dans la petite et la moyenne série ainsi que dans la grande série.
L’objectif de la transformation d’un CLFT (Continuous Long Fiber Thermoplastic) en objet manufacturé est de préserver la continuité du renfort fibreux, tout en conservant l’intégralité de l’effet renforçant de la fibre jusque dans la pièce en minimisant les efforts de cisaillement sur le matériel de transformation (utiliser des systèmes de guidage et de frottement avec une rugosité inférieure à 1 µm et un coefficient de glissement proche de celui de la céramique polie ou de l’alliage laiton polissage 800).
Pour les notations des abréviations utiles, se reporter à l’introduction du dossier Mise en œuvre des composites TP- Compounds à fibres courtes et longues.
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Présentation
1. Produits
Une présentation des différents composites à fibres continues, avec les procédés qui permettent leur transformation, est donnée au tableau 1.
Les produits à fibres continues CLFT peuvent se présenter sous formes de bandes, de rubans, de joncs, de profilés, de forme et de nature diverse.
Ces produits, du fait de la difficulté à les produire en quantités industrielles, ont longtemps été réservés à des applications de niche dans les secteurs de l’aéronautique et de l’industrie de l’armement, et le plus souvent avec des résines hautes performances donc très chères telles que les PPS [poly(sulfure de phénylène)], les PEI (polyétherimide), les PAI (polyamide-imide), les PEEK [poly(éther éther cétone)].
Parmi les différents procédés de fabrication existant de ces produits, seul à ce jour le procédé de comélage direct (Twintex®) a permis d’obtenir un produit (Twintex®) industriel basé sur des résines de grande diffusion (PP : polypropylène) et donc à même de pénétrer largement dans des segments de l’industrie très concurrentiel tels que l’automobile.
Principaux procédés de fabrication des CLFT :
-
imprégnation par voie solvant : mise en solution de la résine, dans un solvant adapté puis imprégnation du renfort « au trempé » avant évaporation du solvant ;
-
imprégnation poudre : pulvérisation de polymères en poudre fine sur le renfort au moyen d’un lit fluidisé et/ou d’un système de dépose électrostatique ;
-
imprégnation par voie fondue (hot-melt) (voir figure 3 du Mise en œuvre des composites TP- Compounds à fibres courtes et longues) : passage du renfort dans une chambre d’imprégnation remplie de polymère fondu ;
-
imprégnation...
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Produits
Le tableau présente les valeurs et les coûts comparés des différentes familles de produits TP composites.
Les SFT, LFT et TRE trouvent aujourd’hui de très nombreuses applications dans tous les secteurs industriels, automobile, électricité / équipement, tandis que les CLFT ont d’abord été développés à destination d’applications haut de gamme, telles que celles destinées à l’aéronautique et au secteur militaire, avec des systèmes renfort/matrice et des procédés très pointus.
Ce n’est que depuis les années 1990 que l’apparition des produits et des procédés industriels, basés sur des matrices telles que le PP et les polyesters, permet d’envisager l’utilisation des CLFT sur des applications de grande diffusion telles que celles de l’automobile.
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