Matériaux composites et industrie automobile

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La deuxième phase est l’injection de la résine. Dès que la résine atteint la position du capteur, la pression augmente. Ceci représente l'augmentation de la résistance à l'écoulement que la résine doit surmonter pour une imprégnation complète et conforme de la préforme. L'augmentation du signal de pression pendant cette phase d'injection dépend de la perméabilité de la préforme. Des écarts de gradient de pression pour le cycle en cours par rapport au gradient de pression de référence indiquent des problèmes comme des différences dans la composition de la préforme, ou dans l'orientation des couches individuelles, voire même la présence de corps étrangers dans le moule. Les fenêtres de surveillance garantissent la conformité du gradient (voir Figure 2, courbes 2 et 3). Combinées à l’analyse du signal de pression de déplacement de la vis d’injection, les déviations pourront être analysées pour exclure ou confirmer un problème de non-conformité de pré-forme et ainsi sécuriser la qualité des pièces livrées.

Au début de la phase 3, lorsque l’empreinte est remplie, le gradient de pression augmente subitement. Ce qui peut entraîner une rupture de verrouillage du plan de joint du moule. Ce risque est très élevé dans notre exemple où notre capot moteur présente une surface projetée très importante et où les résines employées sont incompressibles. Le résultat sera un écart dans l'épaisseur de la paroi du composant ou - dans le pire des cas – une résine qui s’infiltre dans des zones inappropriées du moule, générant un nettoyage fastidieux. Un seuil horizontal, représentant le niveau de pression à atteindre par la résine, sera paramétré sur ComoNeo pour piloter la machine. Précisément, à chaque cycle sera envoyé un ordre à l’unité d’injection pour commuter de la phase dynamique (pression élevée) à la phase de pression de maintien (pression réduite). (Voir Figure 1).

La quatrième et dernière phase du procédé RTM HP consiste principalement en un temps de réticulation résine-catalyseur. À ce stade, la courbe de pression dans l’empreinte est soumise à des fluctuations cycliques (pouvant être importantes dans certains cas). Celles-ci sont influencées par la résine elle-même et ses caractéristiques de réticulation. En général, la chute de la pression dans le moule indique que la résine commence sa réticulation, accompagnée d’un retrait dimensionnel. Le temps de réticulation dépend en grande partie de la résine employée et de son rapport de mélange résine-catalyseur. Le temps de chute de pression est aussi appelé « kink ». La reproduction de ce « kink » sera donc synonyme d’une résine conforme. Il s'agit d'un facteur clé de la qualité du composant. Le « kink » peut être évalué idéalement avec une fenêtre de surveillance (voir Figure 2, courbe 4).

A retenir

La surveillance des processus de fabrication de composants composites est basée sur la mesure de la pression dans les empreintes. Le système de mesure et de surveillance permet de détecter les non-conformités de la qualité très tôt dans le cycle de fabrication. Le système ComoNeo participe pleinement au « Lean manufacturing » et à une automatisation des procédés de fabrication de composants en matériaux composites. Ce type de système de surveillance permet également d'optimiser la production dès les phases de développement, et maintiendra l’optimisation en production. Des exemples de son utilisation incluent la validation des résultats de simulation, la conception du moule et la détermination des paramètres de processus optimaux. En outre, l’ensemble des caractéristiques fondamentales de la qualité du composant sont évalués avec l’observation des différentes parties de la courbe de pression dans l’empreinte. Les données de pression et de la qualité du composant pourront automatiquement être éditées sous forme de rapport à des fins de traçabilité. Dans l'ensemble, l'intégration des systèmes de surveillance au processus contribuent à améliorer la rentabilité et la qualité de la production. Les fabricants de composants pour le secteur automobile bénéficient de toutes les fonctionnalités nécessaires à l’optimisation et à la surveillance de la qualité. MSM

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