CFM 2019

Étude du tack des préimprégnés
Karine Gautier  1@  
1 : Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles  (LPMT)
Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar : FR3627

La dépose robotisée de bandes de textile préimprégné de résine est un procédé de plus en plus utilisé pour la fabrication de pièces composites. Elle permet en effet une cadence de production élevée et une reproductibilité dans le positionnement des éléments sur le moule. Dans ce process, le préimprégné, conservé entre deux films de protection, est amené jusqu'au moule ; les films sont enlevés et la bande préimprégnée est déposée sur le support par une tête robotisée. Certains incidents peuvent néanmoins survenir lors de la fabrication, rendant alors impossible la réalisation complète de la pièce. Les phénomènes liés à l'adhésion de la couche à déposer sur le substrat sont des éléments de nature à compromettre le bon déroulement de l'opération de dépose. En effet, si le matériau n'est pas assez collant, l'adhésion entre la couche déposée et le moule ou entre deux couches successives peut ne pas être suffisante pour assurer la réalisation de la pièce. Si au contraire le préimprégné est très collant, il peut y avoir perte de matière par arrachement de fibres ou transfert de résine lors de l'enlèvement des films de protection. Le caractère collant d'un préimprégné, appelé tack ou pégosité, fait l'objet de la présente étude. Il peut être caractérisé par divers tests dont l'essai dit « Probe-tack » qui a été choisi ici. Après que l'échantillon à caractériser ait été déposé sur un support fixe, l'essai se déroule en trois étapes distinctes. Premièrement, un doigt presseur est approché de la surface à tester jusqu'à appliquer une force appelée « force de contact ». Dans un deuxième temps, la position du doigt presseur est maintenue constante pendant un temps de contact donné. La troisième étape est la plus importante : c'est la phase de séparation. Elle consiste à éloigner le doigt presseur de l'échantillon ; si le matériau possède un caractère collant alors un effort de traction est relevé. En suivant l'évolution de l'effort pendant l'étape de séparation et en traçant la courbe force en fonction du déplacement du doigt presseur, on mesure la valeur d'effort maximal, appelée « force de tack », et l'aire sous la courbe qui peut être assimilée à une énergie appelée « énergie d'arrachage ». De nombreux paramètres peuvent influencer les résultats : des paramètres d'essai tels que la force et le temps de contact ou la vitesse de séparation ; des paramètres liés au contact tels que la rugosité et la nature chimique du doigt presseur ou l'aire de contact ; des paramètres liés au matériau tels que la contexture du renfort fibreux, la viscosité de la résine, le nombre de couches superposées et leur orientation relative ou encore la proportion du mélange fibres/matrice. Dans ce travail, des courbes de tendance sont définies d'après les essais de tack pour quantifier l'influence de ces divers paramètres et aider au choix des paramètres optimum de fabrication.


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