Des matériaux composites pour des outils de moulage haute performance
Les matériaux courants utilisés pour construire les MTR, également appelés l'outillage, comprennent de l'aluminium, de l'acier et de la fibre de verre. Le choix des matériaux est basé sur une variété de facteurs tels que la quantité, la taille et la complexité de pièces, ainsi que la qualité de la finition et le temps de cycle requis. Pour la production de grands volumes, les moules sont généralement chauffés et intègrent des systèmes de contrôle pour automatiser l'ensemble du processus. L'utilisation d'acier et de métaux comme matériaux d'outillage a présenté de nombreux défis au niveau de l'énergie requise et des matériaux. Avoir différentes propriétés de la pièce composite fabriquée, cela conduit à une déformation de la pièce finale, ce qui entraîne des frais. Pour relever ces défis, le projet LEETORB (Lightweight, energy-efficient tooling for the manufacturing of rotor blades), financé par l'UE, a proposé l'utilisation de fibre de carbone comme matériau d'outillage à la place. Sa haute résistance et sa rigidité quant à son poids par rapport aux métaux était la raison du choix de matériaux composites. En outre, la faible masse thermique entraîne d'importantes réductions de la consommation d'énergie jusqu'à 50 %. Les chercheurs ont réussi à réaliser une preuve de principe de leurs idées en dévoilant le MTR sur la base de plastique renforcé en fibres pour la production de pales de rotor d'hélicoptère. Pour améliorer davantage encore le processus de production et réduire la consommation d'énergie, l'équipe a intégré un dispositif de chauffage qui introduit la chaleur en cas de besoin. Une mèche de carbone a été utilisée comme conducteur électrique et cousue sur un tissu de verre. Attachée à une source d'énergie, la mèche de carbone a agi comme une résistance chauffante et, en fonction de sa configuration, a adapté l'apport de chaleur. Des nervures de rigidification et une armature en acier ont été appliquées sur le dos de la coque en fibres de carbone pour réduire la déformation provoquée par des forces de compactage et d'injection. L'utilisation de plastique renforcé en fibres de carbone comme matériau principal a permis d'obtenir des appareils d'outillage plus légers avec un chauffage et un refroidissement plus efficaces. Les nouveaux prototypes ont permis de réaliser d'importantes économies en matière de consommation d'énergie, de la fabrication des outils à la production des pales de rotor.
Mots‑clés
Pièces composites, moulage par transfert de résine, outillage, LEETORB, pales de rotor
