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Fabriquer les composites, plus vite et à moindre coût

L'industrie des matériaux composites a un grand potentiel mais elle est freinée par les coûts élevés des processus de fabrication. Des chercheurs ont développé un nouveau concept de fabrication comprenant un contrôle du processus et une analyse des structures de composites, qui sont plus rapides et moins coûteux.
Fabriquer les composites, plus vite et à moindre coût
Les procédés de fabrication des composites exigent un effort considérable pour optimiser les paramètres de traitement et satisfaire aux niveaux de qualité et de tolérance requis pour des structures légères et hautement performantes.

De plus en plus, les industries demandent des matériaux de substitution pour les pièces produites en grande quantité, afin de réduire le poids et le coût des matériaux. Malheureusement, les procédés de fabrication des composites haute performance sont soit inefficaces, soit produisent des matériaux qui ne sont pas assez solides.

L'initiative ECOMISE (Enabling next generation composite manufacturing by in-situ structural evaluation and process adjustment), financée par l'UE, a œuvré pour développer un nouveau système de production favorisant la fabrication et le post-traitement d'une nouvelle génération de composites thermodurcissables. Les chercheurs ont développé des procédés de haute précision améliorant l'efficacité et réduisant le temps de production.

ECOMISE a développé une approche de fabrication fondée sur les connaissances qui est à la fois plus rapide et moins onéreuse. Pour la première fois, les chercheurs ont créé une évaluation in situ des propriétés du composite pendant la fabrication, et couplé ces informations avec un ajustement immédiat du processus.

Grâce au module Probabilistic Process Predic, ECONOMISE a développé des méthodes plus fiables pour prévoir le processus continu de fabrication du début à la fin, avec le démoulage final. En ce qui concerne la fiabilité du processus, les chercheurs ont sélectionné les méthodes les plus efficaces en fonction de la précision requise, qu'ils ont déterminée pour chaque cas.

Les chercheurs ont également développé le module Online Process Monitoring destiné à identifier les propriétés du procédé, comme la qualité et les défauts du composite, ainsi que les processus d'injection et de durcissement. ECOMISE a mis au point des capteurs, comme un nouveau concept d'éclairage permettant de réduire les reflets pendant les mesures d'orientation des fibres.

Les membres de l'équipe ont d'autre part développé le module In-situ Evaluation, qui contient de nouveaux outils et méthodes pour une analyse structurelle en temps réel et une évaluation des défauts du composant au cours de la fabrication.

Enfin, le module In-Situ Process Adjustment remplace les procédures actuelles par une fonction in situ de prise de décision automatisée. Les mesures pour l'ajustement du processus sont calculées par des algorithmes d'optimisation en temps réel. Ces mesures conduisent à une réduction importante du gaspillage de matériau et d'énergie, tout en garantissant la qualité requise pour la pièce.

Ces résultats devraient avoir des conséquences importantes pour les utilisateurs des PME et de l'industrie tels que les fournisseurs de structures composites.

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Mots-clés

Fabrication de composites, structures composites, suivi des processus en ligne, optimisation, ECOMISE