Projet FORMICA, composites fabriqués par estampage incrémental, pour réduire les défauts du matériau

THERMOFORMAGE
La réduction des émissions polluantes et l’allègement des véhicules impose d’utiliser de nouveaux matériaux ou assemblages jusqu’à lors plutôt réservés aux applications de niche.
Le projet FORMICA aborde la thématique de la modélisation de la mise en forme incrémentale par thermoformage des matériaux composites à matrice thermoplastique semi cristalline.
De nos jours, le développement de nouveaux produits composites est essentiellement basé sur une stratégie d'essai-erreur. Des pièces sont fabriqués puis détruites en variant les conditions initiales de mise en forme afin de déterminer les paramètres optimaux à l'obtention d'un produit conforme au cahier des charges. Une telle stratégie possède un coût humain et matériel assez important. Cela nécessite la mobilisation d'une équipe de techniciens et la mise à disposition d'une infrastructure pendant une durée indéterminée. De plus, dans le contexte actuel de crise énergétique et de tension des lignes d'approvisionnement, la réduction de la consommation de l'énergie et des matières premières devient un sujet prédominent pour les industriels investissant massivement dans des programmes de R\&D.
De ce fait, la modélisation des procédés est un enjeu important. Il n'est pas ici question de se substituer totalement à la validation expérimentale mais seulement de proposer des outils pertinents et performants d'aide à la décision. De tels outils sont en mesure de fournir une première approximation des conditions optimales. Ils permettent également de suivre l'évolution de nombreux paramètres au cours de la mise en forme (température, cristallinité etc), ce qui serait difficile voire impossible expérimentalement.
De plus, dans un contexte industriel d'optimisation de la productivité, le cycle de production d'une pièce est généralement réduit à son minimum. Cela impose des conditions de mise en forme de plus en plus drastiques, basées sur des pressions élevées et des cinétiques de refroidissement rapides. Or, les propriétés mécaniques des thermoplastiques semi cristallins sont extrêmement sensibles à la variation de tels paramètres.
Ainsi, la modélisation des procédés est capable d'établir une balance, un juste équilibre, entre le gain de productivité et la qualité finale d'une pièce.
Un projet Carnot associant les laboratoires d'Ingénierie@Lyon :
LaMCoS, CETHIL de l'INSA Lyon et le CT IPC Oyonnax
Pilote : Nahiene HAMILA (LaMCoS)
Présentation : Mhamed BOUTAOUS (CETHIL)
en savoir plus : www.ingenierie-at-lyon.org/pr...