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Les techniques d'assemblage
des matériaux composites
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Aéronautique
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Industrialisation, production et commercialisation de
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par collage à chaud ou à froid
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Conception de pièces en matériaux
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Assemblage des matériaux composites
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Avion composé de nombreuses pièces différentes
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Assemblages = premier risque de rupture
Concentration de contraintes
Rivetage : Diminu...
Assemblage des matériaux composites
2 types d’assemblages possibles
Assemblages mécaniques (rivetage)
Assemblages par coll...
COMMENT COLLER ?
Collage = colle + traitement de surface
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•Végétales, animales, minérales, synthétiques : ...
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Quelles sont les étapes à respecter
pour réaliser un « bon » collage ?
Dégraissage
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Comment réaliser une bonne accroche
mécanique pour les matériaux composites?
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EXEMPLE DE COLLAGES
Application des différents types de colle
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Section Centrale
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Photos exemple
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Silicone haute températureAraldite 4859
Araldite 2014 + Redux 212
Araldite 2014 + Redux 212
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Assemblage du couvercle du rotor : Araldite 2014
Autre exemple : Prototype de l’hélicoptère
Sherpa (SAGITA)
Bénéfices du collage
Possibilité d’assembler des matériaux de nature
différente
Des tolérances plus importantes peuvent êt...
Limitations du collage
Résistance mécanique à chaud faible
Mauvaise résistance au fluage
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Présenté lors de "l'Usinage et assemblage des matériaux composites" - 26 septembre 2013 - Chambre des Métiers - Luxembourg

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Les technique d'assemblage des matériaux composites dans l'industrie aéronautique

  1. 1. JD’C Innovation Les techniques d'assemblage des matériaux composites dans l’industrie aéronautique.
  2. 2. 2 Contenu Introduction & activités de JD’C Innovation Les techniques d'assemblage des matériaux composites dans l’industrie aéronautique Techniques d’assemblage Comment coller ? Exemples de réalisation
  3. 3. IntroductionIntroduction
  4. 4. 4 Atouts Les Ateliers Jean Del’Cour ont créé JD’C Innovation en 2006 dans le but de diversifier leurs activités et de proposer des services dans le domaine de la haute technologie Etre société du groupe JD’C permet une organisation souple et réactive : Synergie au niveau ressources humaines Support administratif Support logistique … CA de l’ordre de 1 million € - Une équipe de 2 ingénieurs et 9 techniciens Un système qualité EN 9100 capable de répondre aux requis des activités high-tech. Société Anonyme à Finalité Sociale (S.A.F.S.) : Par le développement de ses activités, JD’C Innovation s’engage à fournir du travail à des personnes défavorisées (handicap, parcours scolaire réduit …)
  5. 5. 5 Activités : Domaines principaux Aéronautique Défense Médical Automobile Energie verte
  6. 6. 6 Activités : Matériaux composites Industrialisation, production et commercialisation de composants en matériaux composites suivant la technologie du « hand lay-up » à l’aide de tissus pré imprégnés (résine époxy chargée en fibres de verre ou de carbone)
  7. 7. 7 Activités : Assemblage multi matériaux Assemblage après usinage/ajustage par collage à chaud ou à froid par soudure (ultrasons) Réalisation d’ensembles en matériaux légers Aluminium, PVC, plastique, matériaux composites, résines Intégration d’éléments de connectique
  8. 8. 8 Activités : Process industriel Conception de pièces en matériaux composites Logiciel de CAO 3D : SolidWorks Industrialisation pour la fabrication de pièces en matériaux composites Mise au point des gammes de fabrication Conception des outillages spécifiques Opérations tracées et suivies via ERP Polymérisation sous vide en autoclave Chaînes d’intégration diverses bacs ou récipients en plastique intégrant des éléments, notamment électroniques (puces RFID) => la traçabilité pour la grande distribution Luminettes pour le médical
  9. 9. Les techniques d'assemblage des matériaux composites dans l’industrie aéronautique.
  10. 10. Assemblage des matériaux composites Aéronautique Avion composé de nombreuses pièces différentes Peaux Raidisseurs Nacelles Portes … 10
  11. 11. Assemblage des matériaux composites Assemblages = premier risque de rupture Concentration de contraintes Rivetage : Diminution de la section Collage : Maintien de la compatibilité des déplacements Favoriser autant que possible les pièces intégrées 11
  12. 12. Assemblage des matériaux composites 2 types d’assemblages possibles Assemblages mécaniques (rivetage) Assemblages par collage 12 Avantages Inconvénients Technologie éprouvée Ajout de poids Baseline pour les coûts Contraintes de serrage Peut s’ajouter à des soudures/collages Beaucoup de main d’œuvre nécessaire Peu de risques Avantages Inconvénients Elargissement des tolérances Risques Modérés Diminution du poids Cuisson nécessaire Diminution du nombre de rivets Outillages
  13. 13. COMMENT COLLER ? Collage = colle + traitement de surface 13
  14. 14. Quelles colles existe –t-il ? 14 Colle à action physique • Colles à l’eau •Végétales, animales, minérales, synthétiques : vinylique, acryliques, élastomères aminoplastes •Exemple : colle à bois, bâton de colle pritt, … • Colles à solvant organique •Dérivés cellulosiques, pvc, acétate de vinyle, acryliques. Adhésifs à base de caoutchouc synthétiques. Films adhésifs activés par la chaleur ou la pression*. •Exemple : colle « tout » UHU • Adhésifs thermofusibles •Éthylène acétate de vinyle, polyesters, polyamides •Exemple : colle « chaude » en pistolet Colle à action chimique = colles structurales • Époxydes • polyuréthane • Cyanoacrylates • Anaérobies • thermostables
  15. 15. Quelle colle choisir ? Quelles sont les performances attendues ? Durée de vie « extra-longue » Colles à action chimiques Les colles à action physique sont souvent réversibles ! Tenue mécanique « extra-forte » Colles à action chimiques Des fois, les matériaux collés se « cassent » AVANT la colle Les colles à action physique sont souvent moins solides et moins rigides 15
  16. 16. Quelles sont les étapes à respecter pour réaliser un « bon » collage ? Dégraissage Traitement de surface / accroche mécanique Mélange des constituants Application de la colle Mise en contact des différentes parties Polymérisation/séchage/refroidissement « démoulage » 16
  17. 17. Comment réaliser une bonne accroche mécanique pour les matériaux composites? Tissus d’arrachage État de surface avec une rugosité adaptée pour le collage Protection contre la contamination Retiré le plus tard possible Ponçage local éventuel (sans endommager les fibres) Dégraissage (enlever les contaminants) Collage (films, colle normales, …) souvent des EPOXYs car compatibles avec la résine. Les inserts métalliques sont : Traités chimiquement ou mécaniquement Présentent des cannelures, stries d’usinages, rayures, … Sablés, grenaillés, poncés. 17
  18. 18. EXEMPLE DE COLLAGES Application des différents types de colle 18
  19. 19. Exemple pratique : Collage multi-matériau Section Centrale 4 types de colles Colle composite/métal « souple »  Silicone haute température Colle composite/métal « rigide »  Araldite 4859 Colle composite/composite  Araldite 2014 Colle avec rattrapage de jeu  Colle moussante Redux 212 19 pots cartouches films
  20. 20. Photos exemple 20 Silicone haute températureAraldite 4859 Araldite 2014 + Redux 212 Araldite 2014 + Redux 212
  21. 21. 21 Assemblage du couvercle du rotor : Araldite 2014 Autre exemple : Prototype de l’hélicoptère Sherpa (SAGITA)
  22. 22. Bénéfices du collage Possibilité d’assembler des matériaux de nature différente Des tolérances plus importantes peuvent être appliquées Risque de corrosion supprimé ou atténué Répartition régulière des contraintes Possibilité d’assembler des matériaux très minces ou d’épaisseurs différentes Pas d’affaiblissement des substrats par des trous de rivetage ou de vissage Tenue à la fatigue et au choc améliorée Rigidité des assemblages augmentée Isolation acoustique, thermique et électrique Esthétisme et gain de poids Possibilité d’automatiser la fabrication 22
  23. 23. Limitations du collage Résistance mécanique à chaud faible Mauvaise résistance au fluage Préparations de surface toujours nécessaires et parfois sévères des matériaux à assembler Temps de mise en œuvre parfois long et coûteux en équipement et en énergie (nécessité d’autoclave, étuve, lampe UV) Faible résistance pour des atmosphères dont l’humidité relative dépasse 65%. Décollement impossible si éléments mal assemblés Toujours concevoir les éléments pour les assembler par recouvrement. 23
  24. 24. Questions ? Merci pour votre attention Visitez : www.jean-delcour.be Any use of this presentation (or a part of it) is prohibited without the prior written approval of JD’C Innovation SAFS (jdcinnovation@jean-delcour.be)

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