Produire des composites par chauffage aux micro-ondes
Les facteurs les plus courants de la polymérisation des résines sont la chaleur, les ultraviolets et les catalyseurs chimiques. Cependant, ces méthodes sont inapplicables ou prennent longtemps, ce qui augmente les coûts et la consommation d'énergie. Les scientifiques du projet WAVECOM («Microwave assisted curing for carbon fibre reinforced epoxy composites»), financé par l'UE, ont travaillé à des techniques de chauffage par micro-ondes afin de réduire la durée et les coûts du processus. Ils ont mis l'accent sur la sélection de matériaux sensibles aux micro-ondes pour augmenter leur absorption et donc réduire la durée de chauffage de la résine. Ils ont ainsi ajouté des polymères tels que des molécules organiques dipolaires ou des matériaux magnétiques nanostructurés. Ils ont appliqué un chauffage par micro-ondes avec la température de transition appropriée, et polymérisé les fibres de carbone modifiées et imprégnées de résine époxy. Une partie importante des travaux a consisté à étudier l'impact du chauffage par micro-ondes sur les propriétés de l'éprouvette du test, comme le retrait et la déformation des pièces fabriquées. Les partenaires du projet ont caractérisé les contraintes résiduelles et la distorsion à l'aide de réseaux de Bragg à fibres optiques. Afin de traiter des formes complexes, les chercheurs ont testé plusieurs antennes micro-ondes, et le système complet a été intégré dans un robot à six axes de liberté. Enfin, ils ont sélectionné pour le moule les matériaux montrant le minimum de déformation et d'usure par abrasion. Le moule a été fabriqué par un processus d'infusion sous vide. Par rapport aux autres méthodes de polymérisation, le chauffage par micro-ondes réduit d'environ 30 % la durée du traitement, et l'équipement micro-ondes coûte moitié moins. Les progrès dans ce domaine devraient augmenter la compétitivité du secteur aérospatial de l'UE.
Mots‑clés
Renforcé de fibres de carbone, composite époxyde, chauffage par micro-ondes, résine, durée de traitement
