Fabrication de panneaux auto-raidis par injection flexible

La fabrication des composites par injection flexible selon le procédé Polyflex1 présente de nombreux avantages comparativement aux autres procédés tels que l'infusion ou l'injection en moule rigide (RTM). Des pièces à haute performance ayant un taux de fibres élevé et un faible taux de porosité (inférieur à 1%) peuvent être fabriquées avec ce nouveau procédé. De plus, la qualité de surface coté moule est très bonne. Le procédé Polyflex a donc été choisi pour ce projet, qui consiste à fabriquer une gamme de nouveaux composites autoraidis de type « sandwich ». Ceci répond à un besoin très répandu dans les industries automobile et aéronautique. L'objectif général de cette maitrise est de développer une nouvelle méthode de fabrication de panneaux « sandwich » par injection flexible. À cette fin, plusieurs éléments devront être mis en place dont la procédure de fabrication du composite par injection. L'évaluation de la performance du procédé selon des résultats d'uniformité d'épaisseur des pièces, la présence ou non de zones sèches ou riches en résine, ainsi que le taux de porosité local. Sur le plan mécanique, les pièces fabriquées seront évaluées suivant des critères de performance tels que la rigidité en flexion, la résistance de l'écrasement de l'âme du « sandwich », l'épaisseur et le poids comparativement à une pièce composite standard. Afin d'assurer la qualité de la pièce composite, un point capital devra être considéré, soit la préparation de la préforme avant son insertion dans le moule. Ce projet de recherche aura donc également pour objectif d'étudier les méthodes de préformage des renforts « sandwich » et d'analyser la relation entre le préformage et la qualité des pièces fabriquées. Le travail prévu comprend une série d'essais expérimentaux destinés à fabriquer deux types de pièce : 1) plaques composites de 400 x 140 x 3 mm renforcées par une nervure centrale simple sous forme d'oméga; 2) plaques composites de 600 x 600 x 3 mm renforcées par deux nervures disposées en croix au milieu. Le travail comprend différentes étapes dont voici une brève description :

Abstract

The production of composites using the patent pending flexible injection technology called "Polyflex" can produce high performance composites with high fiber volume fractions and low void contents, (less than 1%). In addition, the surface quality on the mold side of the part is generally very good compared to other processes such as infusion or Resin Transfer Molding (RTM), due to the continuous application of pressure, up to 10 bars, during curing. For these reasons, flexible injection will be used to develop a new procedure to fabricate stiffened “sandwich” panels using integrated three-dimensional cores. These integrated sandwich structures offer an opportunity to simplify the design of complex and large structures by reducing the number of components and manufacturing steps. As a result sandwich structures are becoming widely used in the automotive and aerospace industries. The objective of this study is to develop a new manufacturing method of self-stiffened composite panels using flexible injection. To assess the quality of manufactured parts, their performance will be characterized using the following criteria: thickness uniformity, presence or absence of dry spots and resin-rich zones and void content analysis. Some of the key mechanical properties will be evaluated, such as stiffness and compressive strength of the core. A crucial stage that governs the quality of composite parts made by resin injection through fibrous reinforcements is the preparation of the preform. This research project will therefore also study preforming methods, and analyze the relationship between the preform and the quality of the final part. The planned work includes a series of experimental tests designed to produce the following plates: 1. Composite plates of size 400 x 140 x 3 mm reinforced with a centrally located Omega feature. 2. Composite plates of size 600 x 600 x 3 mm reinforced with a more complex crossed Omega feature. The work involves various steps as described below: