Problèmes résolus
La plupart des problèmes à résoudre requiert sensiblement la
même méthode :
- calcul ou détermination de la surface (pour des pièces complexes,
ça peut devenir un problème);
- calcul du volume total de la pièce;
- calcul de la densité ou de la masse volumique du composite;
- calcul de la masse... Et voilà!
Voyons voir du coté des unités...
Surf. x épais. = Vol... Vol. x
Mass/Vol. = Mass.
m² x m = m³...
m³ x kg/m³ = kg
N'est-ce pas simple? Notez que cette méthode peut variée selon le
cas et plusieurs solutions sont possibles.
Exemple 1
Une pièce ayant 2.5 m² par 3 mm d'épaisseur est composée de
fibre de verre (d=2.6) à 30% et de résine polyester (d=1.2). Quelle est la masse de
cette pièce? Calculons aussi la quantité de résine requise.
Solution
Volume = 25 000 cm² x 0.3 cm = 7 500 cm³
Pour le calcul de la densité, utilisons une formule déjà
rencontrée...
Notez que seulement 2 ingrédients font partie du composite.
Alors,
d=1/(0.30÷2.6 + 0.70÷1.2) = 1.43
La masse volumique du composite égale donc 1.43 g/cm³.
Et la masse du composite...
M = 1.43 g/cm³ x 7 500
cm³ = 10.725 kg |
En ce qui concerne la masse de résine, elle
correspond à 70% de la masse du composite.
Mrésine =
10.725 x 0.70 = 7.51 kg |
Exemple 2
Cette fois-ci, la même pièce est fabriquée avec 2 tissus de
350 g/m² et 1 mat de 450 g/m². Calculons la quantité de résine. (note :
l'épaisseur ne sera plus la même).
Solution
où le rapport "70/30" correspond à la masse de résine
pour laminer les tissus (c'est-à-dire, 70% de résine pour 30% de fibre).
Exemple 3
On vous demande de mélanger de la résine VE avec 35 PHR de
trihydrate d'alumine (ATH), 0.2 PHR de DMA et 3 PHR de PBO. Calculez la quantité (en gramme)
de chaque ingrédient pour obtenir un total de 3 kg.
Solution
Allons-y en tableau :
| Ingrédient |
PHR |
% |
Quantité (g) |
| VE |
100 |
72.35 |
2 170.5 |
| ATH |
35 |
25.33 |
759.9 |
| DMA |
0.2 |
0.15 |
4.5 |
| PBO |
3 |
2.17 |
65.1 |
| Total |
138.2 |
100 |
3 000 |
valeurs connues en bleu;
valeurs calculées en rouge.
 Voici
le genre de problèmes que vous pourriez avoir à résoudre dans
l'industrie. Ceux-ci font une synthèse sommaire de ce que vous avez appris
dans "Compo-Calculs".
- Un laminé fabriqué de cinq couches d'un tissu de verre
ayant une densité surfacique de 814 g/m² a une épaisseur de 6 mm. Quel est le
pourcentage volumique de fibre dans ce laminé?
- Calculez l'épaisseur d'un échantillon de composite ayant
la construction "T9/K5/T9/K5" (T9 = tissu de verre de 9 oz/vg², K5 = tissu de
Kevlar de 5 oz/vg²) si on lamine le tout à 40% en poids (avec de la résine polyester).
- Vous voulez fabriquer une pièce plate de 36" par
24". Vous sélectionnez 2 tissus "satin 8":
- Kevlar "satin 8": 5 épaisseurs; densité
surfacique de 5 oz/vg²
- Verre "satin 8": 5 épaisseurs; densité
surfacique de 8 oz/vg²
Quel sera le poids de la pièce si, dans les 2 cas, vous
utilisez 1000g de résine? En ayant utilisé le Kevlar, quelle a été l'économie de
poids?
- Vous devez fabriquer la pièce creuse (avec fond) suivante:
largeur : 36 po.; profondeur : 36 po.;
hauteur : 12 po.;
épaisseur de la paroi : 1/8 po.
Cette pièce sera fabriquée avec du mat (3.75 $/kg) et de
la résine (4.00 $/kg). Le taux de renfort est de 25% en poids. Évaluer le coût en
matières premières de la pièce.
- Un moyen d'accélérer le processus de mélange lors du
moulage consiste à préparer deux contenants à l'avance. Un contenant contiendra toute
la quantité de promoteur pour le mélange et l'autre, toute la quantité de catalyseur.
Établissez les quantités des deux pots afin d'obtenir 1800 g de mélange total et selon
la recette suivante :
résine UP avec 0.4% de NCo, 0.1% de DMA, 2 % de PMEC, 15 %
de charge, 2% d'agent de démoulage et 4 % de pigment.
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