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Article

1 - INTÉRÊT DES SANDWICHES

2 - MATÉRIAUX POUR LA CONSTRUCTION SANDWICH

3 - RÈGLES DE CONCEPTION

4 - FABRICATION

  • 4.1 - Technologies par voie humide (imprégnation directe)
  • 4.2 - Technologies par voie sèche (imprégnation indirecte)
  • 4.3 - Assemblage par collage
  • 4.4 - Moussage in situ
  • 4.5 - Moulage de panneaux en continu
  • 4.6 - Moulage « one-shot » à partir de tissus 3D

5 - TECHNIQUES DE JONCTION, FINITION ET COURBURE DE PIÈCES SANDWICHES

6 - APPLICATIONS

Article de référence | Réf : AM5141 v1

Techniques de jonction, finition et courbure de pièces sandwiches
Structures sandwiches

Auteur(s) : Christophe BINÉTRUY

Relu et validé le 24 mars 2019

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RÉSUMÉ

Les structures dites « sandwiches » résultent de l'assemblage par collage ou soudure de deux peaux minces sur une âme plus légère et de plus faibles caractéristiques mécaniques qui maintient leur écartement et transmet par cisaillement les actions mécaniques d'une peau à l'autre. Ce dossier présente le concept de structure sandwich au travers d'une description de la nature et des propriétés des matériaux constitutifs, de quelques notions relatives à la conception des pièces sandwiches, des principales méthodes de fabrication, des techniques de jonction et finition, et des différentes applications

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Auteur(s)

  • Christophe BINÉTRUY : Professeur au département Technologie des polymères et composites et Ingénierie mécanique de l'École des Mines de Douai - Responsable du groupe Composites

INTRODUCTION

Les structures dites « sandwiches » occupent une place importante dans le domaine de la construction des pièces composites. Elles sont présentes dans pratiquement tous les domaines d'application. Ces structures résultent de l'assemblage par collage ou soudure de deux peaux (ou semelles) minces sur une âme (ou cœur) plus léger et de plus faibles caractéristiques mécaniques qui maintient leur écartement et transmet par cisaillement les actions mécaniques d'une peau à l'autre.

Ce dossier présente le concept de structure sandwich au travers d'une description de la nature et des propriétés des matériaux constitutifs, de quelques notions relatives à la conception des pièces sandwiches, des principales méthodes de fabrication, des techniques de jonction et finition, et des différentes applications.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am5141


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5. Techniques de jonction, finition et courbure de pièces sandwiches

Les panneaux sandwichs plans ou légèrement incurvés, produits au moyens des technologies de fabrication précédemment présentées requièrent en général des opérations de finition sur leurs bords, de jonction et connexion à d'autres pièces, sandwiches ou non, ou encore de pliage à angle droit, voire plus. Les principes des méthodes applicables sont schématisés dans ce qui suit.

5.1 Méthodes de jonction et connexion

Les panneaux sandwichs peuvent être assemblés par collage les uns aux autres, voire à d'autres pièces monolithiques au moyen de toute une gamme de méthodes illustrées ci-après dans le cas d'âmes en nids d'abeille. Leurs principes sont, pour l'essentiel, également applicables pour l'assemblage par collage de sandwichs à âmes en mousse.

Trois grandes familles de joints peuvent être distinguées :

  • les joints plats (figure 26) ;

  • les joints à angle droit (figure 27) ;

  • les joints en T (figure 28).

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5.2 Méthodes de finition des bords

Les bords latéraux « ouverts » des panneaux sandwichs doivent souvent être fermés pour éviter l'absorption d'agents agressifs, améliorer l'aspect, ou permettre des opérations ultérieures de fixation.

Quelques méthodes de finition des bords sont illustrées ci-après dans le cas d'âmes en nids d'abeille (figure 29). Leurs principes sont, pour l'essentiel, également applicables pour la finition de sandwichs à âmes en mousse.

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5.3 Inserts

Il existe plusieurs types d'insert qui seront choisis en fonction de la résistance, la finition, et la quantité requises. Il est nécessaire de procéder à un collage des inserts dans l'âme afin de maximiser les performances mécaniques de la jonction.

La figure 30 présente quelques solutions...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JANNEL (J.C.) -   Polyesters insaturés UP.  -  [AM 3 445] (2004).

  • (2) - BARDONNET (P.) -   Résines époxydes (EP) – Composants et propriétés.  -  [A 3 465] (1992).

  • (3) - BIRON (M.) -   Propriétés des thermoplastiques – Tableaux comparatifs.  -  [AM 3 306] (1998).

  • (4) - GUILLON (D.) -   Fibres de verre de renforcement.  -  [A 2 110] (1995).

  • (5) - MALINOWSKY (M.) -   Structures textiles.  -  [C 2 470] (1993).

  • (6) - CARAMARO (L.) -   Fibres et fils à usage technique.  -  [AM 5 118] (2005).

  • (7)...

1 Annexe

Autres ouvrages

Journal of Sandwich Structures and materials, - SAGE Publications, Londres.

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2 Normes

La caractérisation de certaines propriétés mécaniques et physiques des sandwichs sont présentées ci-après. La caractérisation des peaux se fait selon les normes associées à la classe de matériau utilisée (voir en particulier l'article [AM 5 405] pour les composites).

Pour les âmes en mousse, le lecteur intéressé pourra consulter les articles  et dans lesquels les principales normes sont reprises.

  • Normes ASTM de caractérisation des structures sandwiches

  • Normes ISO et NF de caractérisation des structures sandwiches

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3 Fournisseurs

  • Balsa

    Advanced Materials Technology (Pty.) Ltd.

    Advanced Plastics Inc.

    AERONTEC cc

    Alcan Airex AG

    Alcan Baltek

    Ashland Distribution

    ATL Composites Pty. Ltd.

    Aurora de Colombia SA

    Auszac EcoBalsa

    Coast-Line International

    Composites Canada

    Composites One

    Core Composites

    CST –...

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