Experience Composites 2016 : L’efficacité des ressources grâce aux matériaux composites Plus de « légèreté » pour l’ingénierie mécanique

Auteur / Rédacteur: Autor Name / Gilles Bordet

Le nouveau salon international de référence, « EXPERIENCE COMPOSITES powered by JEC Group », consacré aux matériaux en fibre composite ainsi qu’aux constructions légères ouvrira ses portes pour trois jours le 21 septembre 2016 à Messe Augsbourg en Bavière.

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L'usinage des matériaux composites demande certaines précautions et nécessite l'utilisation d'outils spécifiques.
L'usinage des matériaux composites demande certaines précautions et nécessite l'utilisation d'outils spécifiques.
(Image : Weißgerber - Kleebauer)

L’utilisation du carbone et des matériaux associés dans l’ingénierie mécanique et industrielle sera mise à l’honneur. Dans le cadre du projet collaboratif de Messe Augsburg, Carbon Composites e.V. et le groupe JEC mettront en lumière des innovations en fibre composite et des projets destinés à l’ingénierie mécanique et industrielle dans une des six vitrines du secteur. Des exposants de renom de l’industrie, des instituts de recherche et des universités présenteront de façon dynamique les capacités des nouveaux matériaux dans le secteur de l’ingénierie mécanique et industrielle, avec notamment l’augmentation de l’efficacité des ressources et le développement de la production de masse.

L’efficacité des ressources : un facteur de réussite

Le marché des usines et machines peu énergivores est porteur. Grâce à des constructions légères et cohérentes et à l’utilisation de matériaux en fibre composite innovants, l’énergie dépensée pour accélérer grandement la production de masse peut être significativement réduite. Dans le cas de produits comme des arbres de transmission ou des systèmes de préhension, cela se manifeste par des gains de productivité notables. Les volumes de production peuvent être plus importants du fait de cycles plus courts, rendus possibles par une accélération accrue et une masse mobile moindre. On constate donc un extraordinaire potentiel de développement de champs d’application révolutionnaires et inédits. Pour le professeur André Baeten, de l’université de sciences appliquées d’Augsbourg, le scénario suivant est à prévoir : « Tout d’abord, selon moi, l’avenir s’annonce prometteur en ce qui concerne l’utilisation des matériaux en fibre composite dans les systèmes de stockage de l’énergie mécaniques et, bien évidemment, les concepts d’e-mobilité. Ensuite, un impact notable peut être observé grâce à l’intégration fonctionnelle dans les composants de machines en fibre composite. Je pense notamment aux capteurs d’émissions sonores, de forces et de couple ou à la surveillance opérationnelle en ligne. Les fibres composites sont par conséquent considérées comme un facteur clé de l’Industrie 4.0. »

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Développement et applications

Les matériaux en fibre composite intéressent depuis longtemps les acteurs de l’ingénierie mécanique et industrielle. En premier lieu, les matériaux ont été testés dans des applications individuelles pour des niches spécialisées, comme les porte-outils, les systèmes de préhension ou les manchons d’extension. Les solutions intégrant la conception, la fabrication et la manipulation des arbres de transmission ou rouleaux de papier en fibre composite ont rapidement vu leur demande croître. Aujourd’hui, nous constatons un large éventail d’applications et le développement de nouveaux marchés, comme dans le secteur des machines-outils, l’ingénierie des systèmes de convoyage ou les systèmes de transport et de logistique, où la légèreté est un élément fondamental. Actuellement, les matériaux en fibre composite sont utilisés avec succès pour la transmission de puissance (p. ex. groupes motopropulseurs, arbres de transmission des voitures, pompes en PRFC), à l’intérieur des moteurs (collecteurs d’admission des moteurs à combustion interne en PRFC), dans les composants hautement dynamiques des machines textiles, dans le transport (construction navale, p. ex.) ou la technologie d’impression et de papier (rouleaux de papier en PRFC dans les machines à papier).

Projets collaboratifs révolutionnaires : MAI Carbon, FORCIM3A

Le pôle de compétitivité sur les matières avancées MAI Carbon ne ménage pas ses efforts, notamment en ce qui concerne le projet « MAI Span » visant au développement d’un mandrin de serrage avec conception hybride légère et système d’extraction intégré. Le projet de financement FORCIM3A, associant des entreprises et des instituts de recherche, vise également à surmonter les obstacles à l’utilisation de composites dans l’ingénierie mécanique et industrielle. Il s’intéresse tout particulièrement aux constructions avec un mélange de PRFC et de métal, notamment pour les arbres, les rouleaux, les éléments de compensation d’onde ou les structures de bras de soutien.

Méthodes de fabrication et technologies utilisées

« Les méthodes de fabrication les plus courantes à l’heure actuelle incluent la technique de bobinage pour les composites à rotation symétrique, notamment pour les arbres de transmission et les rouleaux de papier. Dans le cas des éléments durcisseurs tridimensionnels, nous nous appuyons en premier lieu sur la technique du tressage. La pultrusion est utilisée pour les éléments durcisseurs et les profils simples, et le pressage humide s’est révélé efficace pour les éléments structurels plats et les grandes quantités », indique le professeur André Baeten dans son explication de l’environnement de production. « Les technologies utilisées permettent le préformage, avec des inserts collés et des éléments fonctionnels, des interfaces métalliques avec les composants de la machine comme les vis, les paliers et les roues d’engrenage, et la méthode de construction en sandwich pour l’intégration fonctionnelle », poursuit le professeur de technologie composite et de construction légère de la faculté d’ingénierie mécanique et des procédés de l’université de sciences appliquées d’Augsbourg.

Forte présence de l’ingénierie mécanique et industrielle

Pour Philipp Häußler, chef de projet « EXPERIENCE COMPOSITES powered by JEC Group », une forte présence du secteur de l’ingénierie mécanique et industrielle à ce salon est cruciale : « Ce secteur est l’une des pierres angulaires de l’industrie allemande et, traditionnellement, il est profondément ancré dans notre région. Nous voulons montrer dans quelle mesure les applications de composites et la construction légère peuvent impulser un nouvel élan à l’ingénierie mécanique et industrielle. Nos exposants présenteront tout ce qu’il est d’ores et déjà possible de faire et les tendances en matière de développement dans ce domaine. » En outre, le secteur de l’ingénierie mécanique et industrielle espère tirer le meilleur parti de sa présence à ce nouveau salon de référence d’Augsbourg. Le Dr Markus Lang de Voith Composites explique : « Nous sommes impatients de nous rendre au nouveau salon d’Augsbourg. Nous espérons en tirer de nombreux avantages, des discussions intéressantes et des contacts utiles. Pour nous, il est important que de réelles innovations soient révélées à Augsbourg. Et, bien évidemment, nous souhaitons mettre en avant notre activité. Les entreprises qui souhaitent se lancer dans les nouvelles applications des matériaux en fibre composite et de la construction légère seront présentes à Augsbourg. Nous espérons que les organisateurs de ce salon feront preuve d’imagination et que nous vivrons une expérience incroyable. La présence du groupe de renom JEC et du réseau CCeV nous a également incités à participer. »

La perspective d’avenir de la construction hybride

Selon le spécialiste André Baeten, la tendance est très forte en termes d’utilisation des matériaux en fibre composite dans le secteur de l’ingénierie mécanique et industrielle : « Bien évidemment, je pense à la méthode de construction en sandwich pour l’intégration fonctionnelle. Toutefois, nous discutons aussi fréquemment avec des entreprises concernant la connexion d’éléments en fibre composite à l’aide d’interfaces métalliques, comme les arbres de transmission en PRFC ou les éléments de liaison en acier. » André Baeten est convaincu que les composites vont intégrer de façon massive l’ingénierie mécanique et industrielle : dans les éléments de machine, les machines-outils, les robots et les éléments d’automatisation, la technologie de mesure et de test, l’industrie du conditionnement ou la technologie des fluides. « Le PRFC et la construction légère au niveau de l’ingénierie mécanique et industrielle sont des vecteurs d’efficacité des ressources, ce qui entraîne une diminution des coûts. Et ce sont précisément les éléments qui vont bénéficier d’un nouvel élan grâce à notre événement. À l’issue de notre salon, le PRFC, utilisé dans le secteur de l’ingénierie mécanique et industrielle, fera l’objet de discussions au sein d’un nombre encore plus important d’entreprises », déclare Philip Häußler tandis qu’il expose ses objectifs et ceux de son équipe. MSM

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