Grote structuren met evolutieve geometrie in thermoplastisch composiet

Sirris stelt een innoverende techniek op punt voor het realiseren van grote structuren in thermoplastische composieten (TP) door conformatie met evolutieve geometrie.

Het tweejarenproject Evocomp, met financiële steun van het Waals Gewest, loopt af.

Het vooropgezette doel bestond erin een fabricagetechniek te ontwikkelen, te optimaliseren en te kwalificeren voor de realisatie van grote structuren in thermo-plastische composieten in een evolutieve geometrie. 

De klassieke technieken van warmvormen of thermocompressie hebben inderdaad een vrij lange verwarming/afkoelingcyclus, zijn duur en schadelijk voor wat betreft het materiaal, in het bijzonder in het geval van realisatie van grote stukken waarbij de warmteregeling van een matrijs van grote omvang vrij moeilijk en kostbaar is. 

Het innoverend concept, beschreven in een i-depot in 2012 berust op een techniek van pultrusie van een composietplaat die voorverwarmd is door een conformateur (zetvorm). 

Pultrusie is een beproefde techniek, speciaal van toepassing bij de fabricage van rechte profielen, waaraan hier in het geval een conformateur (zetvorm) met variabele geometrie toegevoegd is, om zo aan de geproduceerde structuur een evolutieve vorm te geven in functie van het gezochte eindontwerp. De evolutieve geometrie is programmeerbaar vanuit de bestaande CAD door middel van servomotoren. 

 

Het gekozen materiaal is polypropyleen versterkt met glasvezel in de vorm van vezelversterkte platen (Tepex van Bond Laminate) in meerdere diktes. Andere materialen zijn ook bruikbaar op dezelfde wijze, maar met andere parameters.

Het industrieel productiesysteem dat het zou mogelijk maken producten te realiseren zonder beperking van afmetingen (lengte) en al dan niet vertrekkend van vezelversterkte half-producten (platen of rollen zoals afgebeeld) is het volgende. 

Omwille van plaatsgebrek heeft Sirris een demonstratiemodel met beperktere afmetingen gebouwd waarin de elementen van verwarming, conformatie en koeling zich verplaatsen langsheen een te vormen voorversterkte composietplaat, die op zijn plaats gehouden wordt door een ondersteuningsframe. 

De installatie heeft een breedte van 1 m met een bruikbare werkzone van 860 mm, een lengte van 2 m en een totale maximum aanpasbare hoogte (in plus en in min) van 200 mm en verwarmt tot 250°C. 

De ontwikkelde technologie is bedoeld voor grote langwerpige stukken, met niet al te zeer uitgesproken geometrische variaties. 

De potentiële toepassingen zijn producten met grote afmetingen (zeilbootmasten, windmolenmasten, palen voor signalisatieborden, slagbomen, …) waarvoor klassieke thermocompressie van toepassing is voor thermoplastische composieten. 

Een andere sector is deze van het uniek structureel werkstuk (of in zeer kleine serie gemaakt) waarvoor het concept en de fabricage van een matrijs met warmteregeling de kostprijs van het stuk onhaalbaar zou maken. 

Men denkt hierbij aan toepassingen in :

  • de medische wereld: bijvoorbeeld steunen op maat voor patiënten in IRM
  • de bouw: unieke decoratieve sierelementen
  • transport: design componenten voor prototypes van voertuigen
  • design meubilair

Hebt u een toepassing van een grote structuur met variabele geometrie in thermoplastisch composiet, aarzel niet om Sirris te contacteren. 

Partner: UCL-CEREM

Tags: