De nouveaux sandwichs mettent en appétit les experts en construction légère
De nouveaux sandwichs mettent en appétit les experts en construction légère. Lisez ici une publication sur notre sandwich organique.
Cliquez ici pour accéder à l’article sur le sandwich organique.
La technologie des composites thermoplastiques est de plus en plus recherchée dans la production en ligne automatisée. C’est également le cas pour la fabrication de composants avec de nouveaux noyaux en nid d’abeille. Comme les nids d’abeille et les couches de revêtement sont constitués de tôles organiques à matrice thermoplastique, des possibilités passionnantes s’ouvrent pour l’intégration de fonctionnalités supplémentaires dans les structures légères moulées par injection. Les derniers développements seront présentés les 11 et 12 octobre à l’ITHEC au parc des expositions de Brême.
Dans la recherche de plastiques renforcés de fibres continues pour des applications de construction légère en série, les structures composites à matrice thermoplastique deviennent de plus en plus intéressantes. Par rapport aux thermodurcissables, elles offrent plus de liberté de conception, une très bonne reproductibilité et intégration de fonctions, ainsi qu’une fabrication économique et respectueuse des ressources. Le développement de nouveaux systèmes de semi-produits ouvre le potentiel de rendre les procédés de fabrication rentables et optimisés tels que le thermoformage ou le moulage par injection hybride adaptés à la production en série de composites plastiques renforcés de fibres continues.
Le sandwich organique comme semi-produit innovant pour les zones sensibles au flambage et au bombement
Outre les tôles organiques, des semi-produits composés de stratifiés structurés en fonction des charges avec des couches individuelles de tissu ou unidirectionnelles, le sandwich organique représente un développement innovant. En tant que filiale de l’entreprise belge EconCore, ThermHex Waben GmbH combine la fabrication continue d’un noyau en nid d’abeille thermoplastique dans un processus de production intéressant avec des couches de revêtement thermoplastiques en tôles organiques ou en tissus imprégnés. Le noyau en nid d’abeille est créé en une seule étape par extrusion d’une bande de film suivie d’un thermoformage par rotation sous vide et d’un dépliage. Le laminage en ligne suivant, où les couches de revêtement sont appliquées sur le noyau en nid d’abeille, permet une fabrication simple et économique de semi-produits.
La construction sandwich qui en résulte assure une augmentation significative de la rigidité et de la résistance à la flexion spécifiques au poids. Avec la rigidité au flambage plus élevée qui en résulte, le sandwich organique convient particulièrement aux zones de composants planes ou minces qui sont particulièrement sensibles à une défaillance de stabilité due au flambage ou au bombement. Dans les composants moulés par injection conventionnels, la rigidité au flambage est jusqu’à présent réalisée par des renforts nervurés sur le composant. Cette nervuration locale peut être évitée par l’utilisation de semi-produits sandwich organiques économes en poids.
Des composants hybrides avec une géométrie complexe sont possibles
Pour intégrer de manière rentable le sandwich organique dans les chaînes de processus existantes, une caractérisation des semi-produits en termes de propriétés mécaniques et thermiques est nécessaire. Les possibilités de traitement des semi-produits sandwich organiques sont en principe comparables au traitement des tôles organiques. Les procédés appropriés sont d’une part le thermoformage, qui permet une simple transformation des semi-produits en coques et structures légèrement courbées. D’autre part, le processus de moulage par injection hybride est également envisageable, dans lequel le semi-produit peut être à la fois formé et équipé d’éléments de transfert de charge moulés par injection. Ainsi, des composants hybrides avec une géométrie complexe, un haut degré d’intégration fonctionnelle et un faible besoin de post-traitement peuvent être créés. Dans les zones de composants de forme complexe, le noyau en nid d’abeille peut également être fondu en une fine couche de plastique, tandis que dans les zones de composants grandes, planes ou légèrement courbées, l’épaisseur du noyau en nid d’abeille et donc le grand moment d’inertie de surface sont conservés. Cela permet d’utiliser des tôles organiques plus fines pour une rigidité égale et donc un poids de composant plus faible à moindre coût.
Le Fraunhofer IMWS étudie le comportement de traitement des semi-produits sandwich organiques
Pour ces processus décrits, la connaissance du comportement de traitement des semi-produits sandwich organiques est pertinente, ce qui est étudié à l’Institut Fraunhofer pour la microstructure des matériaux et des systèmes IMWS à Halle. Les propriétés mécaniques pertinentes à la fois pour le processus de fabrication des composants et pour le comportement ultérieur des composants sandwich organiques sont analysées en fonction de différentes températures pertinentes pour le processus et l’application à l’aide d’essais expérimentaux et de simulations numériques d’accompagnement. L’objectif est de déterminer les conditions limites caractéristiques du processus et du matériau qui permettent une fabrication optimale de structures légères efficaces avec des semi-produits sandwich organiques intégrés. Pour cela, différentes hauteurs de noyau et largeurs de cellules du noyau en nid d’abeille ainsi que différentes configurations de couches des couches de revêtement sont étudiées et comparées.