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Moulage par transfert de résine (RTM)
Un procédé innovant pour la fabrication de pièces en série en composite de fibres
Qu’est-ce que le processus RTM ?
Dans le procédé RTM, une préforme renforcée de fibres (préforme 3D) est placée dans un moule fermé, puis imprégnée sous pression d'une résine liquide. Le durcissement de la résine permet d'obtenir un composant robuste, léger et structurellement solide. Les fibres généralement utilisées dans le procédé RTM sont les fibres de verre ou de carbone (composants en PRFC). Les résines peuvent être époxy, polyester ou vinylester, selon les exigences spécifiques du produit final.
Source : Wikipédia
Quel est le processus de la procédure RTM ?
Préparation du moule et des matériaux de renforcement : Le moule est d’abord préparé et enduit d’un agent de démoulage pour faciliter le démoulage. Les fibres de renforcement sont ensuite placées dans le moule sous forme de nattes ou de tissus, afin de renforcer la pièce finale.
Fermeture du moule et application d'un vide : Le moule est fermé et un vide est appliqué afin d'assurer une répartition homogène de la résine et d'éviter les inclusions d'air.
Injection de résine : La résine est injectée dans le moule et répartie uniformément par le vide. Elle imprègne complètement la structure fibreuse et atteint même les zones difficiles d’accès.
Durcissement : Après infiltration complète, la résine durcit à température ambiante ou au four, selon les matériaux utilisés et les exigences.
Démoulage et post-traitement : après durcissement, la pièce est retirée du moule et peut être post-traitée ou peinte si nécessaire pour la préparer à son utilisation finale.
Les avantages du procédé RTM pour les composants en CFRP
Faibles coûts : Le procédé de moulage par transfert de résine (RTM) permet une production rentable de composants composites en fibres, car il nécessite moins de matériaux et d'énergie que d'autres procédés de fabrication.
Haute résistance : L'utilisation de fibres à haute résistance, telles que les fibres de verre ou les fibres de carbone, combinées à une résine, permet de fabriquer des composants à haute résistance et rigidité.
Géométries complexes : Le procédé RTM permet la production de composants aux géométries complexes et aux parois minces, difficiles à obtenir par d’autres méthodes.
Faible poids : Les composants en composite de fibres fabriqués selon le procédé RTM sont plus légers que les composants métalliques comparables, ce qui permet de réduire le poids total du produit.
Qualité de surface optimale : Le procédé RTM permet la production de composants avec une finition de surface de haute qualité ne nécessitant aucune retouche.
Respect de l'environnement : Le procédé RTM est plus respectueux de l'environnement que les autres procédés de fabrication car il produit moins de déchets et consomme moins d'énergie.
Évolutivité : Le procédé RTM peut être utilisé pour la production de composants de petite à grande taille et est donc particulièrement flexible dans son application.
Défis du processus RTM
Outil RTM :
Le développement d'outils adaptés représente un autre défi :
Précision : Les outils doivent garantir une grande précision de contour et une excellente qualité de surface.
Stabilité : Ils doivent résister à la pression d'injection et présenter une force de fermeture et une rigidité suffisantes.
Gestion de la température : Un contrôle précis et une répartition uniforme de la température dans l’outil sont essentiels pour une polymérisation optimale de la résine.
Système de contrôle d'injection : Outre le positionnement et la conception des points d'injection, des améliorations supplémentaires peuvent être obtenues par imprégnation ou injection dans l'espace intersticiel.
Étanchéité : un facteur essentiel pour la qualité et la durée de vie des outils
Ventilation : Les canaux de ventilation doivent être soigneusement conçus pour éviter les poches d'air et assurer un remplissage complet de la cavité.
Efficacité : Des mécanismes d'ouverture et de fermeture rapides sont nécessaires pour permettre des temps de cycle courts.
Capteurs intégrés : Les outils RTM modernes peuvent être équipés de capteurs qui surveillent en temps réel la pression, la température et le front d’écoulement de la résine.
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Source : MICADO | Construction d'outillage et de montage
Automatisation du moulage par transfert de résine :
La mise en œuvre de solutions d'automatisation est importante pour l'efficacité économique, mais elle présente également des défis :
Complexité : L'intégration de différentes étapes de processus dans une ligne de production automatisée peut s'avérer techniquement complexe.
Flexibilité : Les systèmes automatisés doivent être suffisamment flexibles pour traiter des composants de géométries et de tailles différentes.
Source : Langzauner
Assurance qualité
Le développement de méthodes efficaces de contrôle de la qualité est crucial :
Tests en ligne : La mise en œuvre de procédures de test directement intégrées au processus de production peut s’avérer complexe.
Détection des défauts : La détection fiable des défauts tels que les pores ou les délaminations est essentielle pour la qualité des composants.
Pour surmonter ces difficultés, il est indispensable de planifier soigneusement et d'optimiser en continu le procédé RTM. En prenant en compte ces points, la technologie RTM pourra pleinement exploiter son potentiel pour la production en série rentable de composants composites à fibres de haute qualité.
Conclusion
Le moulage par transfert de résine (RTM) est une méthode innovante et efficace de fabrication de composants renforcés de fibres, qui se distingue par sa haute précision, sa stabilité et ses avantages environnementaux. Ses applications polyvalentes et sa capacité à optimiser le poids et la résistance lui confèrent un avenir prometteur dans diverses industries de haute technologie.
