Dans les applications où le consommateur est l'utilisateur final, les matériaux composites doivent généralement répondre à certaines exigences esthétiques. Cependant,matériaux renforcés de fibressont tout aussi précieux dans les applications industrielles, où la résistance à la corrosion, la résistance élevée et la durabilité sont les moteurs de performance. #Manuel de ressources#Fonction#Télécharger
Bien que l'utilisation de matériaux composites sur des marchés finaux hautes performances tels que l'aéronautique et l'automobile ait souvent suscité l'intérêt de l'industrie, la plupart des matériaux composites utilisés sont utilisés dans des pièces de faible performance. Le marché final industriel entre dans cette catégorie, où les propriétés des matériaux privilégient généralement la résistance à la corrosion, la résistance aux intempéries et la durabilité.
La durabilité est l'un des objectifs de SABIC (située à Riyad, en Arabie saoudite), dont le siège social est situé dans l'usine de fabrication op Zoom à Bergen, aux Pays-Bas. L'usine a démarré ses activités en 1987 et traite du chlore, des acides forts et des bases à haute température. Cet environnement hautement corrosif peut entraîner une défaillance des tubes en acier en quelques mois seulement. Afin de garantir une résistance à la corrosion et une fiabilité maximales, SABIC a choisi dès le départ le plastique renforcé de fibres de verre (PRV) comme tubes et équipements clés. Les améliorations apportées aux matériaux et à la fabrication au fil des ans ont permis la conception de pièces composites. Leur durée de vie est portée à 20 ans, ce qui évite les remplacements fréquents.
Dès le début, Versteden BV (Bergen op Zoom, Pays-Bas) a utilisé des tubes, conteneurs et composants en PRFV fabriqués en résine de DSM Composite Resins (qui fait désormais partie d'AOC, Tennessee, États-Unis, et de Schaffhouse, Suisse). Au total, 40 à 50 kilomètres de canalisations composites ont été installés dans l'usine, dont environ 3 600 sections de tubes de différents diamètres.
Selon la conception, la taille et la complexité de la pièce, les composants composites sont fabriqués par enroulement filamentaire ou par pose manuelle. Une structure de pipeline typique est constituée d'une couche anticorrosion interne d'une épaisseur de 1,0 à 12,5 mm pour une résistance chimique optimale. La couche de structure, de 5 à 25 mm, assure la résistance mécanique ; le revêtement extérieur, d'environ 0,5 mm d'épaisseur, protège l'environnement de l'usine. Le revêtement assure la résistance chimique et agit comme une barrière de diffusion. Cette couche riche en résine est composée d'un voile de verre C et d'un mat de verre E. L'épaisseur nominale standard est comprise entre 1,0 et 12,5 mm, et le rapport verre/résine maximal est de 30 % (en poids). La barrière anticorrosion est parfois remplacée par un revêtement thermoplastique pour une meilleure résistance à certains matériaux. Le revêtement peut être en polychlorure de vinyle (PVC), polypropylène (PP), polyéthylène (PE), polytétrafluoroéthylène (PTFE), polyfluorure de vinylidène (PVDF) et éthylène chlorotrifluoroéthylène (ECTFE). En savoir plus sur ce projet ici : « Tuyauterie longue distance résistante à la corrosion ».
La résistance, la rigidité et la légèreté des matériaux composites deviennent de plus en plus avantageuses dans le secteur manufacturier. Par exemple, CompoTech (Sušice, République tchèque) est une entreprise de services intégrés qui assure la conception et la fabrication de matériaux composites. Elle est spécialisée dans les applications d'enroulement filamentaire avancées et hybrides. Elle a développé un bras robotisé en fibre de carbone pour Bilsing Automation (Attendorn, Allemagne) capable de déplacer une charge utile de 500 kg. La charge et les outils en acier/aluminium existants pèsent jusqu'à 1 000 kg, mais le plus gros robot, fabriqué par KUKA Robotics (Augsbourg, Allemagne), ne peut supporter que 650 kg. L'alternative tout aluminium est encore trop lourde, avec un rapport charge utile/outil de 700 kg. L'outil en PRFC réduit le poids total à 640 kg, rendant l'utilisation de robots envisageable.
L'un des composants en PRFC fournis par CompoTech à Bilsing est une flèche en T, une poutre en T de profil carré. La flèche en T est un composant courant des équipements d'automatisation traditionnellement en acier et/ou en aluminium. Elle sert au transfert de pièces d'une étape de fabrication à une autre (par exemple, d'une presse à une poinçonneuse). La flèche en T est reliée mécaniquement à la barre en T, et le bras sert au déplacement des matériaux ou des pièces brutes. Les récentes avancées en matière de fabrication et de conception ont amélioré les performances des pianos en T en PRFC sur des caractéristiques fonctionnelles clés, les principales étant la résistance aux vibrations, la déflexion et la déformation.
Cette conception réduit les vibrations, les déflexions et les déformations des machines industrielles, et contribue à améliorer les performances des composants et des machines qui les utilisent. Pour en savoir plus sur l'essor de CompoTech, cliquez ici : « Le T-Boom composite peut accélérer l'automatisation industrielle. »
La pandémie de COVID-19 a inspiré des solutions composites intéressantes visant à résoudre les défis posés par la maladie. Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Canada) s'est inspirée de la station de test COVID-19 en polycarbonate et aluminium conçue et construite par le Brigham and Women's Hospital (Boston, Massachusetts, États-Unis) plus tôt cette année. Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Canada) a développé sa propre version plus légère en matériaux composites renforcés de fibres de verre.
L'IsoBooth de l'entreprise s'inspire d'un concept initialement développé par des chercheurs de la Harvard Medical School. Il permet aux cliniciens de se tenir à l'intérieur, à l'écart des patients, et d'effectuer des tests par écouvillonnage avec des mains gantées. L'étagère ou le plateau personnalisé situé devant la cabine est équipé de kits de test, de fournitures et d'un réservoir de lingettes désinfectantes pour nettoyer les gants et les protections entre chaque patient.
La conception Imagine Fiberglass relie trois panneaux transparents en polycarbonate à trois panneaux colorés en fibre de verre et polyester. Ces panneaux sont renforcés par une âme en nid d'abeille en polypropylène, là où une rigidité supplémentaire est nécessaire. Le panneau composite est moulé et recouvert d'un gel coat blanc à l'extérieur. Le panneau en polycarbonate et les orifices pour les bras sont usinés sur des fraiseuses CNC Imagine Fiberglass ; les seules pièces non fabriquées en interne sont les gants. La cabine pèse environ 40 kg, peut être facilement transportée par deux personnes, mesure 84 cm de profondeur et est conçue pour la plupart des portes commerciales standard. Pour plus d'informations sur cette application, veuillez consulter : « Les composites en fibre de verre permettent un banc d'essai COVID-19 plus léger. »
Bienvenue sur le SourceBook en ligne, qui est le pendant du SourceBook Composites Industry Buyer's Guide publié chaque année par CompositesWorld.
Le premier réservoir de stockage commercial en forme de V de la Composites Technology Development Company annonce la croissance de l'enroulement filamentaire dans le stockage de gaz comprimé.