Développement d'un système d'injection pour la fabrication des composites.

A new injection system has been designed and manufactured at the chair on composites of high performance (CCHP). The focus of the chair is to manufacture highperformance composites for the high volume production industry. One of the goals with this system is to optimize and control the manufacturing process. Another objective is to reduce the fabrication time of composite structural parts, thus cutting production costs and hence, enabling a more widespread use of composite materials for high-volume applications. The injection system plays an important role in achieving rapid molding. In order to achieve the fastest and the most reliable cycle times, it will be essential to automate the different processing steps. The injection strategy followed by the mixing head arrangement can either drive the process quickly or cost valuable time and possibly introduce unwanted process scrap. In traditional low pressure RTM processes, pneumatic valves are being used. These valves aid manufacturers in automating the injection process; additionally they help to eliminate throw-away tubing for feed lines and vents. Unfortunately these devices, typically pneumatic, are not robust and do not flush clean when using epoxies. With a rapidly curing epoxy resin this will most likely be an issue. This phenomenon was well understood in the polyurethane manufacturing industry when companies used low pressure equipment. Over the years the industry moved from low pressure pneumatic systems to high pressure hydraulically actuated systems. The reliability of the equipment improved, as well as the quality of the final products.

Résumé

Dans le cadre des travaux de recherche de la Chaire sur les composites à haute performance (CCHP) sur la production en série des composites, un nouveau système d'injection à été conçu et fabriqué. Un des buts visés avec un tel système est de mieux optimiser et commander les procédés de mise en forme des composites. Un autre objectif consiste à diminuer le temps et donc le coût de fabrication des composites permettant ainsi une utilisation plus fréquente de ces matériaux pour des productions en série. Le système d'injection joue un rôle prédominant dans le moulage rapide des composites. Dans l'optique d'atteindre le temps de cycle le plus court possible et de réaliser des productions plus fiables, il est essentiel d'automatiser les différentes étapes de la production. La stratégie d'injection est mise en oeuvre en fonction des équipements utilisés pour la fabrication. Un système d'injection inadéquat peut occasionner des pertes de temps et d'argent. Dans les procédés traditionnels de mise en forme par transfert de résine à basse pression (procédé RTM), des valves pneumatiques sont généralement utilisées. Ces valves permettent aux industriels d'automatiser les étapes de la fabrication et d'éliminer les tubes reliant normalement les ports d'entrée au système d'injection et les tubes d'évacuation de l'excès de résine aux évents. Malheureusement, ces outils typiquement pneumatiques sont fragiles et doivent être purgés avec un solvant, ce qui rend particulièrement laborieux les injections réalisées avec une résine époxy. Ce phénomène a bien été étudié et compris dans l'industrie des polyuréthanes, notamment dans l'utilisation d'outillages à basse pression. Au cours des années, les équipements des systèmes d'injection dans cette industrie sont passés de la basse