fr.wedoany.com Rapport : L'Allemagne – Des chercheurs de l'Institut de recherche textile (ITA) de l'Université technique d'Aix-la-Chapelle ont développé un procédé de tirage-enroulement assisté par induction pour la production continue de tubes en matériaux composites thermoplastiques. Ce procédé combine l'enroulement de fibres avec une technique de consolidation en ligne, utilisant des fils mélangés renforcés de fibres de carbone et thermoplastiques, permettant de fabriquer des composants tubulaires légers avec une structure de fibres personnalisée et une rigidité en torsion élevée.
Par rapport aux procédés thermodurcissables traditionnels, cette technologie présente des avantages en termes de potentiel d'automatisation, de temps de cycle, de soudabilité et de recyclabilité. Le chauffage par induction offre un apport énergétique efficace et localisé, favorisant une intégration compacte du procédé et une production à grande échelle. Ce procédé est particulièrement adapté aux applications nécessitant des structures tubulaires renforcées de fibres compatibles avec une matrice thermoplastique, avec des utilisations potentielles incluant les systèmes de mobilité légère, les supports industriels et les cadres modulaires nécessitant une production automatisée évolutive.
Les tubes composites traditionnels sont généralement fabriqués avec des renforts tissés, ce qui crée des points de croisement de fibres pouvant entraîner des concentrations de contraintes locales. L'enroulement de fibres évite ces pics de contrainte en permettant un placement continu des fibres et une orientation adaptée aux charges de torsion. Le procédé de tirage-enroulement combine le principe du pultrusion continue avec un enroulement contrôlé des fibres : les fils mélangés sont enroulés à des angles spécifiques autour d'un mandrin mobile, formant une structure orientée capable de transmettre simultanément des charges de flexion et de torsion. En ajustant l'angle d'enroulement, la réponse structurelle peut être personnalisée en fonction de l'application cible. Associé à une matrice thermoplastique, ce procédé permet des cycles courts, des joints soudables, une meilleure tolérance aux dommages et une recyclabilité, soutenant ainsi des structures légères efficaces et réparables.
L'un des défis majeurs de la fabrication de composites thermoplastiques réside dans l'introduction efficace de l'énergie thermique, car la viscosité de la matrice thermoplastique est bien supérieure à celle de la matrice thermodurcissable. Pour résoudre ce problème, l'ITA, en collaboration avec IFF GmbH, a développé un concept de moule assisté par induction pour la consolidation continue des profilés thermoplastiques enroulés. Dans ce procédé, les fils mélangés en PA6 renforcés de fibres de carbone sont chauffés directement par induction électromagnétique à l'intérieur du moule, la chaleur générée faisant fondre la matrice, permettant ainsi l'imprégnation et la consolidation dans un environnement de fabrication continue. Cette étude s'appuie sur les développements antérieurs de l'ITA de l'Université technique d'Aix-la-Chapelle concernant le tirage-enroulement assisté par induction de tubes composites thermoplastiques.
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