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Simulation Based Solutions for Industrial Manufacture of Large Infusion Composite Parts

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Le prototypage virtuel au service du génie aérospatial

Des chercheurs financés par l'UE travaillent à une chaîne de simulation destinée à l'aérospatiale. Elle commence par la conception et s'achève par la fabrication de structures de grande taille, à partir de matériaux composites de pointe.

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Pour fabriquer des structures et des composants de grande taille, l'aérospatiale utilise généralement des matériaux composites pré-imprégnés, le dépôt de bandes et la polymérisation en autoclave. La combinaison de ces méthodes permet d'obtenir une répartition uniforme des résines durcies dans un système à base de fibres bien contrôlé, assurant la solidité et la résistance à la fatigue, mais pour un coût élevé. Des scientifiques ont étudié d'autres méthodes de fabrication, basés sur l'injection de résines liquides après l'assemblage de tous les éléments constitués uniquement de fibres sèches. Malgré ses nombreux avantages comme un moindre coût des matériaux, l'utilisation de cette méthode pour de grandes structures exige de longs tests «par tâtonnement». Le projet INFUCOMP («Simulation based solutions for industrial manufacture of large infusion composite parts»), financé par l'UE, visait à éliminer cet inconvénient. Pour accélérer la fabrication de pièces de meilleure qualité et à moindre coût, l'équipe du projet a conçu des solutions de prototypage virtuel couvrant tout le processus, depuis la conception jusqu'à la fabrication. Elle a développé un outil ambitieux d'ingénierie assistée par ordinateur (IAO), à partir des fonctions d'autres programmes de simulation de l'injection. Les chercheurs d'INFUCOMP ont ainsi étendu le logiciel de simulation PAM-RTM afin de réaliser une chaîne de simulation pour les composites à injection de résines liquides. Les outils INFUCOMP couvrent la modélisation des tissus de fibres, leur montage, assemblage et injection, ainsi que la prévision des coûts et des performances, évitant les tests de prototypes, coûteux et long. Quatre partenaires industriels du projet ont validé les capacités du nouvel outil d'IAO en l'utilisant pour fabriquer par RTI des composants d'avion représentatifs. La réduction des coûts de fabrication de composants haute performance, de grande taille, devrait élargir l'utilisation de l'injection de résines liquides. Mieux encore, même si le projet INFUCOMP s'est focalisé sur l'aérospatiale, les nouveaux outils d'IAO peuvent être très utiles pour d'autres secteurs, comme l'automobile.

Mots‑clés

Prototypage virtuel, génie aérospatial, matériaux composites, résines, injection de résine liquide, tâtonnements, tests, ingénierie assistée par ordinateur, programmes de simulation, PAM-RTM, automobile

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