Procédé de fabrication
Essai
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Flashcards
Quels sont les avantages des composites ?
- gain de masse et de performance : rapport performance méca/ masse excellent !
- adaptabilité aux applications (nature, disposition et proportions de chaque constituant tout à fait variable)
- tenue à la corrosion
- tenue à la fatigue
Quels sont les désavantages des composites ?
- le cout
- difficultés de prédire les comportements en phase de conception (vieillissement des résines, propagations de fissures, propriétés anisotropiques, etc)
- difficultés de maitriser les procédés de fabrication et de controle
- limite d'utilisation en température (si matrice organique)
- tenues aux impacts et aux chocs très moyenne
- vieillissement sous l'action de l'humidité et de la chaleur
- faible tenue au feu + les fumées peuvent s'avérer toxiques
- problème environnementaux
Quel est l'équivalent des additifs dans les polymères pour les composites ?
les adjuvants
Que sont les adjuvants ?
Ils sont l'équivalent des additifs des polymères pour les composites
Pourquoi utilise-t-on des adjuvants et des charges pour les matrices organiques des composites ?
Adjuvants nécessaires à la polymérisation des résines ou bien à l'obtention des caractéristiques spécifiques
Charges pour des raison économiques ou pour faciliter la main d'oeuvre
Qu'utilise-t-on pour améliorer les matrices ?
Des adjuvants et des charges
Quels sont les 3 renforts connus pour les composites ? A quoi correspond la solution économique, légère et résistante?
fibres de verre : solution économique
fibres aramides (Kevlar) : solution légère
fibres de carbone : solution résistante
Quels sont les conditionnements des renforts chez les composites ? Décris les.
ensembles linéaires (1D) : fibres unidirectionnelles orientées suivant une seule même direction de l'espace (fil)
ensembles surfaciques (2D) : surfaces tissées (tissu) ou non tissées (mat)
ensemble multidirectionnels (3D) : volumes préformés ou non de tissus dits multidirectionnels (excellentes résistances méca mais très chers et très compliqué à tisser)
Qu'est ce qu'un mat ?
C'est un renfort en conditionnement surfacique dont les fils sont non tissés et disposés sans aucune orientation préférentielle qui sont maintenus ensemble par un liant soluble ou non dans la résine.
Quelles sont les caractéristiques qui diffèrent un mat d'un tissu ?
Le mat est :
- déformable -> former des surfaces complexes
- peu couteux
- quasi isotrope -> avantageux pour dimensionner
- moins performant
- ne permettent pas d'obtenir des taux volumiques de fibres très élevé -> moins performant
Qu'est ce qu'un tissu?
Renfort en conditionnement surfacique. Ensemble de fils réalisé au métier à tisser composé d'une chaine (ensemble plan de fils parallèles dans le sens de la longueur du tissu) et d'un trame (ensemble de fils s'entrecroisant avec les fils de chaine)
Qu'est ce qu'un tissage équilibré ?
Tissu composé d'autant de fils de chaine que de fils de trame
Qu'est ce qu'une trame ?
ensemble de fils s'entrecroisant avec les fils des chaines d'un tissu
Quels sont les différents tissus ? En quoi sont-ils différents ?
Ils sont différents de par leur type de tissage (leur armure de tissu) :
taffetas, satin, sergé, haut-module
Qu'est ce que l'ramure du tissu ?
C'est son type de tissage (taffetas, satin, sergé, haut-module)
Qu'est ce que l'ensimage ?
Avant la constitution des renforts, les fibres subissent un tratiement de surface s'appelant ensimage.
Comment s'appelle le traitement de surface subit par les fils avant la constitution des renforts ?
L'ensimage.
A quoi sert l'ensimage ?
A favoriser l'adhésion des renforts avec les matrices.
Qu'est ce qu'un semi-produit ?
pré-mélange de la résine et des fibres qu'on utilise plus tard pour former le composite
Comment un semi-produit est il obtenu?
Par enduction du renfort par une résine
Pourquoi les semi-produits sont-il conservés dans un endroit froid ?
Le fait d'être au froid ralentit la polymérisation de la résine thermodurcissable et ainsi le processus de dégradations des agents chimiques (comme on conserve des aliments au frigo)
Quels sont les deux grands types de composites formés à partir de semi-produits à matrice organiques thermodurcissable ? Décris les.
- Composites de grandes diffusion : résine + semi produit sous forme de "compound" (BMC - Bulk Moulding Compound) ou de feuille (SMC - Sheet moulding Compound)
- Composites hautes performances : préimprégnés constitués de renforts de verre, carbone ou aramide, d'une résine (principalement des epoxydes) et stockés à -18°C
Quelle est la densité des fibres d'aramides?
1,45
Quels sont les deux gros avantages des fibres d'aramides ?
leur faible densité (1,45) et leur ductilité (résistance élevée aux chocs)
Compare la densité des fibres d'aramides, des fibres de verre et de l'alu.
Aramide (1,45) < fibre de verre (2,5) < Alu (2,7)
Application connue des composites en fibre d'aramide ?
Renforcement des pneumatiques
Quels sont les deux gros avantages des fibres de carbone?
- propriétés méca : combinaison masse volumique - résistance - rigidité
- propriétés réfractaires
Quelle est la densité des fibres de carbone ?
enciron 1,8
Quels sont les inconvénients majeures de la fibre de carbone?
le cout et les fibres sont très cassantes (résistance aux chocs faible)
Quelles sont les 4 familles dans lesquelles on classe les fibres de carbone ?
- HR (haute résistance) : résistance allant jusqu'a 5000 MPa mais module faible (<250 GPa)
- MI (module intermédiaire)
- HM (haut module)
- THM (très haut module) : module allant jusqu'à 850 GPa mais résistance la plus faible de 2300 MPa
Compare les matériaux en fibre de carbone avec l'acier en terme de module, de résistance et d'allongement.
Les fibres de carbone ont un module d'Young bien supérieur à celui des aciers qui est aux alentous de 200 GPa. Ceux en fibres de carbone vont de 200 à 800 GPa.
La résistance des aciers tournent autour de 2000 MPa et celle des matériaux en fibres de carbones vont de 2500 à 5000 MPa.
En termes d'allongement, celui des fibres de carbones est très mauvais (ne dépasse pas 2) par rapport à ceux des aciers qui va de 3 à 20.
(bien connaitre le tableau du slide 35 cours 4)
Quelle est la proportion de matrice thermodurcissable dans les matrices organiques ?
70%
Quels sont les types de matrices organiques thermodurcissables ?
principalement polyesters insaturés (90%) et époxy
Quels sont les avantages des matrices thermodurcissables par rapport aux matrices thermoplastiques ?
- viscosité plus faible ce qui facilite l'écoulement
- propriétés mécas et surtout thermoméca plus élevée
Quels sont les avantages des matrices thermoplastiques,par rapport aux matrices thermodurcissables?
possibilité de récupérer les déchets
Qu'est ce qui représente la majorité du marché des composites hautes performances ?
Résine polyesters insaturées renforcées au verre E
Résines époxydes pour composites hautes performances ou grandes diffusion?
hautes performances
Quel est le gros désavantage des résines époxydes ?
Elles nécessitent un temps de recuisson très longs à des températures élevées ce qui est rès chornophages et energivores par rapport aux matrices en polymères qui elles polymérisent parfois même à température ambiante.
Qu'est ce que la durée de pot ?
C'est la durée de vie de la résine. En effet, celle-ci polymérise après un certain temps et deviet inutilisable. On prépare donc des quantités raisonnables dans des pots pour pas qu'une fois passer la durée de pot la résine soit gaspillée.
Qu'est ce que les matériaux sandwichs ?
Assemblage par collage de deux revêtements ou peaux minces sur une âme plus légère qui maintient leur écartement.