Le tricotage se fait une place de choix au royaume des composites
Les composites renforcés avec des fibres et dotés d'une matrice polymère thermoplastique sont particulièrement bien adaptés au secteur des transports et de l'énergie. À ce stade, la fabrication de ces composites implique la combinaison de plusieurs pièces séparées pour former un complexe. Cette méthode exige un travail considérable. De plus, elle peut provoquer des problèmes structurels. Le projet MAPICC 3D (One-shot manufacturing on large scale of 3D up graded panels and stiffeners for lightweight thermoplastic textile composite structures), financé par l'UE, a mis au point un processus de fabrication ponctuel pour les préformes en 3D, qui évite les jonctions et limite les délais de fabrication. Plus particulièrement, ce processus automatique autorise la fabrication de pièces à partir de fibres composites telles que la fibre de verre dans les formes complexes. À la différence de la technologie traditionnelle utilisée pour la fabrication de pièces composites, le tricotage 3D permet de réaliser des pièces n'exigeant aucune coupe ni jonction directement à partir de la machine à tricoter. Le concept novateur du projet MAPICC3D permet d'orienter avec précision les fibres dans trois dimensions en les entrelaçant en fonction des propriétés mécaniques recherchées. Les outils de modélisation prévoient les propriétés finales des préformes 3D et des composites, facilitant ainsi la conception des produits finis sur mesure. Par ailleurs, l'intégration du capteur, du tube et du fil garantit le contrôle de la qualité de la préforme pendant la production ou le contrôle de l'intégrité du composite lors de l'utilisation. Les membres du projet ont mis au point un système de production automatisé et adaptable pour une production massive de préformes textiles. Les composites tricotés combinent l'introduction de chaîne, de mailles cueillies et de techniques de tricot pour réaliser de véritables structures en 3D. Pour démontrer la faisabilité du processus de production, les membres du projet MAPICC 3D ont mis au point plusieurs prototypes liés au secteur automobile et à d'autres domaines. Volvo a remplacé la plaque du siège du conducteur dans ses camions par un morceau de fibre de verre maillé. Coexpair a mis au point une structure composite en forme de F à l'aide de fibres de carbone tissées. Finieris a fabriqué un contreplaqué ultra-performant à base de fibre de verre et d'un panneau sandwich en composite de polypropylène. La technologie textile 3D du projet MAPICC augmentera la productivité de 30 % par rapport à la technologie de préforme 2D traditionnelle, pour la promotion des composites bon marché. Les composites légers ainsi créés seront dotés de propriétés mécaniques avancées, qui remplaceront les structures métalliques dans le secteur automobile, le rail et l'énergie.
Mots‑clés
Tricotage, composite textile 3D, thermoplastique, MAPICC 3D, léger, préformes 3D
