Un tissage unique et novateur pour les textiles 3D
Les composites polymères avancés tels que les plastiques renforcés allient la légèreté et le faible coût d'une matrice polymère aux propriétés supérieures des fibres de renfort qui y sont noyées. Lorsque ces fibres sont tissées, les avantages sont encore plus importants. Mais le marché n'a pas encore pris son envol, essentiellement en raison des difficultés de traitement et des coûts inhérents. Le projet 3D-LIGHTTRANS (Large scale manufacturing technology for high-performance lightweight 3D multifunctional composites) est venu à bout de ces restrictions. Les chercheurs ont développé et testé un nouveau concept pour les tissus multicouches et les tissus intercalaires à chaîne croisée. Les machines de production ont été utilisées pour le tissu multicouches. De nouvelles ont été conçues pour le tissu intercalaire de sorte que les tissus entrecroisés et les structures de textile cellulaire puissent être fabriqués en une seule étape. Ces éléments ont été associés à la capacité de drapage automatique et la fixation de tissus multicouches épais dans des géométries 3D complexes. Outre l'aéronautique, le projet 3D-LIGHTTRANS vise les secteurs du transport, de la santé, de l'énergie, des loisirs et d'autres marchés stratégiques. Le fil hybride associe un renfort en fibre de verre et des filaments thermoplastiques. Les chercheurs ont utilisé une technique spécifique au cours de la fabrication. Cette méthode de mélange d'air est rendue possible grâce à la bonne imprégnation du fil. Le procédé a été optimisé afin de garantir la répétabilité et les performances en présence de différentes concentrations de fibre de verre/polymère pour une série de matériaux de base. La répartition des filaments thermoplastiques et des fibres de verre est très homogène, alors que l'abrasion du fil est réduite au minimum pendant le tissage. Le tissu renforcé favorise les performances, le contrôle des propriétés et la facilité de personnalisation. Le drapage du textile préfixé pour obtenir sa forme tridimensionnelle finale s'effectue automatiquement. Plus particulièrement, un module de drapage spécial est relié à un robot programmé pour suivre un parcours donné, alors que le tissu est maintenu par des pinces. Un système de contrôle de force facilite la programmation du parcours et assure une force constante qui maintient le tissu contre l'outil. L'utilisation de matériaux légers permettra de réaliser d'importantes économies d'énergie, qui se traduiront par un avantage financier pour le consommateur et par une réduction des rejets de CO2. Une production totalement automatisée réduira le temps et le coût de production et participera à améliorer la compétitivité des fabricants européens.
Mots‑clés
Textiles 3D, fil hybride, tissage du textile, tissu multi-couches, tissu intercalaire, composites thermoplastiques, 3D-LIGHTTRANS, fabrication
