Créer des pièces creuses en composites grâce à l’impression 3D
Audacieux de nature, nous sommes constamment à la recherche d’astuces pour optimiser chacun de nos projets grâce à l’impression 3D. C’est dans cette quête d’innovation que notre ingénieur matériaux composites, Enzo Lobry, a conçu une solution pour faire face à une problématique courante dans le domaine des matériaux composites, la difficulté de fabriquer des pièces creuses et de compacter les fibres contre les parois des moules.
Essentielles dans de nombreux secteurs d’activités, les pièces creuses représentent souvent des défis techniques, par la complexité de placer les composites dans le moule et d’assurer un bon compactage. Habituellement, ce processus est réalisé à l’aide d’une bâche à vide découpée et assemblée par un opérateur. Ce procédé est long et délicat, il nécessite du savoir-faire et de nombreuses itérations. Un processus chronophage, coûteux et peu responsable (bâches à usage unique).
Enzo s’est donc penché sur la question, comment fabriquer une pièce creuse en composite grâce à une vessie en silicone imprimée en 3D et réutilisable ?
Dans notre cas, Enzo est parti sur la conception d’une potence de guidon en fibre de carbone, grâce à la création d’une vessie en silicone, dessinée sur-mesure. Le concept est simple, une fois les composites placés dans le moule, la vessie est déposée à la place des bâches à vide, une fois le moule fermé, la vessie est mise sous pression pour compacter le composite dans le moule.
Conception d’un moule
Pour fabriquer la pièce finale, la première étape est de concevoir le moule. Pour ce faire, l’imprimante 3D S300X – FIL11 | FIL11 s’est avérée utile. En effet, cette imprimante 3D filament IDEX, peut imprimer deux pièces symétriques simultanément. L’impression du moule a donc pris deux fois moins de temps. Le choix du matériau s’est porté sur du PC (polycarbonate), un matériau avec une haute résistance aux contraintes et à la déformation.
Impression 3D de la vessie en silicone
Enzo a ensuite imprimé la vessie en silicone avec l’imprimante 3D élastomère S300X – LIQ21 | LIQ11, elle permet une impression isotrope, c’est-à-dire avec les mêmes performances mécaniques dans toutes les directions. Sa technologie d’impression de support soluble permet d’imprimer facilement des pièces contenant des cavités internes. La vessie est imprimée en COP1050 un silicone très déformable (10 shA), résistant aux hautes températures, permettant un bon plaquage des matériaux composites sur toutes les parois du moule, même les plus difficiles d’accès. Également, ce silicone assure le bon démoulage de la vessie et simplifie le retrait de la pièce.
Une fois la pièce imprimée, il suffit de retirer le support soluble pour que la pièce soit prête à l’emploi.
Création de la pièce finale : cadre de vélo en fibre de carbone
Une fois le moule et la vessie imprimés, Enzo passe au drapage de la pièce en fibre de carbone.
Première étape, placer les fibres de carbone dans le moule le long des parois.
Deuxième étape, déposer la vessie dans le moule
Lorsque l’ensemble est bien scellé, la vessie est mise sous pression pour compacter le composite dans le moule.
La pièce est démoulée, puis la vessie est retirée, il y a un léger travail de finition de la pièce avant son utilisation finale.
En somme, l’utilisation des deux imprimantes spécialisées a permis de mener à bien le projet, et ceci sans aucune difficulté. En effet, la S300X – FIL11 | FIL11, une imprimante filament, rapide, double extrusion et la S300X – LIQ21 | LIQ11, imprimante silicone, leader sur son marché, sont deux machines complémentaires pour tout type de projets de prototypages, remplacement de pièces, outillages et bien d’autres projets innovants, découvrez-en plus ici.
| Paramètres | Valeur |
|---|---|
| Temps d’impression | 4h30 |
| Taille de buse | 0.69 mm |
| Hauteur de couche | 0.35 mm |
| Coût matière | 34€ |
| Paramètres | Valeur |
|---|---|
| Temps d’impression | 10h x 2 |
| Taille de buse | 0.40 mm |
| Hauteur de couche | 0.20 mm |
| Coût matière | 18€ x 2 |
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