Analysis and Optimization of a New Method for Creating Sandwich Composites Using Polyurethane Foam.

Les matériaux composites polymériques sont largement utilisés dans l'industrie moderne. Un composite sandwich est un matériau composite qui intègre un noyau de faible densité avec deux peaux opposées renforcée de fibres. Dans l'industrie aérospatiale les composites « sandwich » sont couramment utilisés pour une large gamme d'applications, dans le fuselage, les ailes ainsi que dans les panneaux décoratifs de l'intérieur. En général, pour les applications structurelles, les renforts d'aramide ou d'aluminium sous forme de nid d'abeille sont utilisés. Ces structures de haute technicité ont d'excellentes propriétés mécaniques. Cependant, les équipements et les procédés utilisés sont dispendieux et laborieux, ce qui entraîne des temps de cycle long, limitant ainsi le volume de production. Les composites «sandwich» sont aussi largement utilisés dans d'autres domaines come l'industrie automobile, l'industrie navale ou les industries des produits récréatifs. Pour ces applications à haut volume de productions, des procédés couteux sont utilisés. Cependant, ces procédés sont limités en termes de propriétés mécaniques ou en volume de production. Il en résulte donc, un besoin grandissant de trouver une technologie capable de produire des composites « sandwich » en grand volume, avec de bonne propriété mécanique. Ce projet de recherche vise l'étude d'un nouveau procédé de fabrication de composite « sandwich » en utilisant une mousse polyuréthane comme matériau de base, des fibres de verre comme renforcement et des peaux thermoplastique. Ce procédé de fabrication est une convergence de plusieurs procédés come le thermoformage, le préformage utilisant des adhésifs sensibles aux rayons ultraviolet, et l'injection de mousse polyuréthane. Le procédé développé dans ce travail a été tentée dans le passé. Cependant, pour des raisons économiques, son développement a été arrêté. À cette époque, le procédé n'était pas optimisé. Les pièces fabriquées étaient de mauvaise qualité dimensionnelle avec de faible propriété mécanique. L'objectif scientifique de ce projet, était le développement d'outils de caractérisation du procédé, afin d'étudier et mieux comprendre les mécanismes de moussage sous pression et d'imprégnation des tissues. L'approche scientifique utilisé a consisté à établir quatre plans d'expériences dans le but de: a) Caractériser le moussage du polyuréthane à l'aire libre ; b) Caractériser le moussage sous pression dans une cavité fermée ; c) étudier la formation de la mousse dans une cavité