EC0705OP0704GMSP - MISE EN FORME DES POLYMERES ET DES COMPOSITES ORGANIQUES

Objectifs

Rappel des notions de base nécessaires au choix et à la mise en forme des matériaux thermoplastiques et des composites à matrice organique.

Connaitre et comprendre les procédés de mise en forme des matières plastiques 

Connaitre et comprendre les procédés de mise en forme des composites à matrice organique

Choisir un procédé au regard d'un cahier des charges

- Reminder of basic notions useful for the choice and the processing of thermoplastic and composite materials
- Know and understand the various processes of thermoplastics
- Know and understand the various processes of polymer based composites
- Be able to choose a process regarding technical specifications.

Présentation

-Thermique et rhéologie des polymères
-Mécanique du contact
-Adhésion et adhérence
-Procédés de plasturgie : extrusion, injection, et co-procédés, calandrage, thermoformage, forgeage des thermoplastiques
-Procédés de mise en forme des composites à matrice organique : moulage, RTM, infusion, drappage autoclavé,..

Contenu des TP :
TP1 : Mise en œuvre de thermoplastiques
(i) Mesure de la rhéologie en phase fondue en micro-compoundeur; modélisation du comportement rhéologique à l'aide de la loi d'Ostwald & de Waele (détermination de la consistance K et de l'indice de pseudoplasticité m à deux températures).
(ii) Mise au point des conditions d'injection (profil de température, course de dosage, vitesses de dosage et d'injection, pression et temps de maintien, température du moule, etc.) sur une presse à injecter en vue d'un bon remplissage de l'empreinte.

TP2 : Mise en œuvre de composites structuraux par autoclave et presse à compression
(i) Moulage à l'autoclave:
Prepreg: Discussion autour des prepregs, de leur intérêt, de qui les utilise. Discussion autour des consommables à utilisés. Présentation de l'autoclave et discussion autour des cycles à appliquer. Préparation du marouflage et fabrication d'une pièce.
(ii) Moulage à la presse: a: Moulage renforts comélés à base de fibres végétales. Sensibilisation aux résines utilisables en lien avec l'utilisation de fibres végétales. Relation température-viscosité. Adaptation des paramètres du procédé.
b: moulage à la presse de SMC

TP3 : Mise en œuvre de composites structuraux par infusion
Procédé LCM: Infusion. Discussion autour du procédé. Reflexion autour du choix de résine selon. Notion de pression imposée. Notion de perméabilité, de double porosité. Calcul 1D écoulement dans milieu fibreux. Notion de vitesse préférentielle d'écoulement. Utilisation du nombre capillaire modifié pour définir les vitesses à choisir pour éviter les défauts de bulle. Préparation sac à vide, et fabrication pièce par infusion avec suivi de front de résine.


TP1 : Thermoplastic polymer processing
(i) Mesurements of rheology in the melted state with a micro-compounder; modeling of the rheological behavior with the Ostwald & de Waele law (determination of the consistancy K and the pseudoplasticity index m for two temperatures).
(ii) Determination of process parameters for injection molding (temperature profiles, screw stroke, screw and injection speed, clamping pressure and retaining time, mold temperature) with an injection molding machine to fulfill quality tests.

TP2 : Processing of structural composites by autoclave et compression hot press
(i) Autoclave molding:
Prepreg: Comparison of prepregs, their properties and uses. Discussion about the supplies needed. Presentationof autoclave and explanation of time cycles. Preparation of stacking and manufacturing of a basic part.
(ii) Compression molding: a: Molding with biobased reinforcement/blended resin. Kinds of resins/biobased fibers and their compatibility. Temperature-viscosity relationship. Process parameters
b: Compression molding of SMC

TP3 : Processing of structural composites by infusion
LCM process: Infusion. Process parameters and uses. Properties and choice of resins. Notion of imposed pressure. Influence of permeability and double porosity. 1D calculation of flow in a fibrous media. Notion of preferential flow rate. Application of modified capillary number to define the speeds to prevent defects such as air bubbles. Preparation of the vaccum bag and manufacturing of a part by infusion by following the resin flow front.

Pré-requis obligatoires

EC0305SI01 Initiation aux matériaux

EC0405SI01 Science des matériaux

EC0505SI01 TP matériaux
EC0505SI02 Matériaux composites à matrice organique

Examens

(1*DS1)/1

DS1 : Devoir Surveillé 1

Syllabus

- GFP : Volume 2 / Propriétés physiques des polymères : mise en œuvre - 1998 La mise en forme des matières plastiques / J. F. Agassant, P. Avenas / Éditions Lavoisier - 1996 Extrusion des polymères / Lafleur Pierre G., Vergnes Bruno / Éditions Lavoisier - 2014
- Technologie des composites, / Maurice Reyne, Editeur : Hermes Science Publications; 3e Édition -1998
- Solutions composites : Thermodurcissables et thermoplastiques/ Maurice Reyne / Editions JEC - 2006

- GFP : Volume 2 / Propriétés physiques des polymères : mise en œuvre - 1998 La mise en forme des matières plastiques / J. F. Agassant, P. Avenas / Éditions Lavoisier - 1996 Extrusion des polymères / Lafleur Pierre G., Vergnes Bruno / Éditions Lavoisier - 2014
- Technologie des composites, / Maurice Reyne, Editeur : Hermes Science Publications; 3e Édition -1998

- Solutions composites : Thermodurcissables et thermoplastiques/ Maurice Reyne / Editions JEC - 2006