Application: Outillage sacrificiel pour la fabrication de pièces composites
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Outillage sacrificiel pour la fabrication de pièces composites Présentation La fabrication de pièces composites complexes et creuses est un véritable défi. Un outillage interne, généralement désigné sous le nom de noyau, est utilisé pour créer les parties en creux dans les structures composites lorsque sont requises une finition de surface interne lisse et une construction sans jointures. Certains outillages peuvent être facilement retirés de la géométrie de conception de la pièce composite, mais toute configuration qui contient un outil intégré en son intérieur a besoin d'outillage sacrificiel ou d'un outil plus complexe, rétractable ou gonflable. La technologie d'outillage sacrificiel actuelle utilise des sels eutectiques, des matériaux céramiques, des uréthanes de coulée ou similaires. Or, ces options présentent plusieurs difficultés : * Ce sont des matériaux fragiles, difficiles à manipuler * Un usinage supplémentaire est nécessaire pour la production * La création de géométries spécifiques est limitée par les méthodes de production ou d'élimination Une façon d'éviter ces inconvénients est de créer des structures composites en deux sections. Ce processus consiste à fabriquer en parallèle deux moitiés de la pièce composite, et à les assembler pour réaliser la structure creuse. S'il y a un accès suffisant à l'intérieur d'un outil en deux sections fermé, des couches de matériau composite peuvent être ajoutées à l'interface des deux moitiés pour un assemblage in situ. Pour les géométries plus complexes, dans lesquelles l'accès est limité, la pièce doit être réalisée en deux moitiés, puis assemblée dans une étape postérieure. Ce processus secondaire implique un temps de fabrication supplémentaire, mais aussi parfois un usinage supplémentaire, qui peut créer une jointure susceptible de fragiliser la pièce ou de requérir l'emploi d'adhésifs structuraux. L'outillage sacrificiel FDM8 (Fused Déposition Modeling ou modélisation par dépôt de fil en fusion), qui utilise notre propre matériau thermoplastique soluble ST-130™, facilite grandement le processus de production de pièces composites complexes et creuses. L'outillage sacrificiel FDM permet de fabriquer une pièce composite sans aucune jointure. Aucun support supplémentaire n'est nécessaire, et l'outillage est retiré sans intervention, ce qui réduit les délais, de la conception à la production de la pièce. AVANTAGES DE LA TECHNOLOGIE FDM Aucun besoin d'outillage de prétraitement pour la fabrication Retrait de l'outil sans intervention après consolidation de la pièce Résistance aux températures et aux pressions élevées Intervention manuelle limitée pour la préparation de l'outil Capacité à créer des pièces complexes et creuses d'un seul tenant Construction robuste permettant de résister à la manipulation Un délai de la conception à la production de la pièce de l'ordre de quelques jours au lieu de mois Matériau à stabilité dimensionnelle LA FDM EST LA MEILLEURE OPTION • Structures composites creuses, sans jointures, complexes, en une seule pièce • Pièces ayant des exigences en finition de surface interne • Volumes de pièces plus faibles pour atteindre la rentabilité économique • Pièces qui ne seront pas touchées par des outillages à plus forts coefficients d'expansion thermique (GTE) • Délais courts • Séchage jusqu'à 250 °F {121 °C) sans pression • Pressions de séchage de jusqu'à 90 psi en association avec des températures < 210 °F (98 °C) • CTE environ six fois plus élevé que l'aluminium

Présentation de l'application L'outillage sacrificiel FDM commence par la conception de l'outil, qui dépend de la conception de la pièce composite finale. L'outil sacrificiel est conçu pour remplir l'intérieur de la pièce et peut inclure des lignes d'ajustement ou aides à la localisation. L'outil sacrificiel est ensuite traité à l'aide du logiciel Insight™ (Illustration 1), qui utilise un motif de remplissage personnalisé qui a été spécialement développé pour ce matériau pour favoriser la circulation de fluide lors du processus de retrait de l'outil. Le motif de remplissage d'intérieur...

Démonstration d'application La pièce montrée dans cet exemple d'application est un exemple d'utilisation d'outillage sacrificiel. La pièce est une entrée de conduit de frein utilisée en course automobile, qui apporte de l'air aux freins depuis le pare-chocs avant pour assurer le refroidissement des mâchoires et rotors face à la gigantesque chaleur de freinage générée pendant la course. L'illustration 4 montre où se situe le conduit sur le véhicule. Le conduit avait besoin d'une finition de surface interne lisse pour ne pas gêner la circulation d'air, mais il était trop petit pour...