Développement d'un nanocomposite conducteur pour le soudage par résistance des composites thermoplastiques

Le soudage par résistance est une méthode rapide et efficace pour joindre des pièces en composites thermoplastiques. En collaboration avec le partenaire industriel, ArianeGroup, ce projet a pour but de développer un élément chauffant nanocomposite pouvant servir à produire une jonction flexible en soudant des pièces de composite thermoplastique et d'élastomère thermoplastique. Le développement de ce joint flexible soudé a pour but de remplacer une jonction par adhésifs entre les réservoirs et les jupettes sur un lanceur de satellite. Le développement de ce joint a été réalisé en 4 étapes. Tout d'abord, il a été nécessaire de concevoir un nanocomposite conducteur aux propriétés adaptées pour servir d'élément chauffant durant le soudage par résistance. Par la suite, cet élément chauffant a été utilisé pour développer un procédé de soudage entre des adhérents en composite thermoplastique. Ensuite, une fenêtre d'opération a été établie afin d'améliorer notre contrôle du procédé ainsi que les performances des joints obtenus. Finalement, l'élément chauffant nanocomposite a été employé afin de développer un procédé de soudage avec un élastomère thermoplastique afin de former une jonction flexible.

Abstract

Resistance welding is a quick and efficient way to join thermoplastic composite parts. In collaboration with the industrial partner, ArianeGroup, this project develops a nanocomposite heating element to produce a flexible junction by welding thermoplastic composite parts to a thermoplastic elastomer. This welded flexible joint will replace an adhesive bonded junction between the tanks and skirts of a satellite launcher. Development of this joint was done in 4 stages. First, it was necessary to develop a conductive nanocomposite with appropriate properties to serve as a heating element during resistance welding. This heating element then served to develop a resistance welding process between thermoplastic composite adherents. Following that, a process window was established to improve our control over the process and the performance of the joints. Finally, the nanocomposite heating element served to develop a resistance welding process with a thermoplastic elastomer to form a flexible joint.