Mat-Comp était présent lors des deux derniers évènements importants de la planète concernant les composites : le JEC Show de Paris au mois de mars dernier et le CAMX américain à l’automne 2016. Lors de ces évènements, on peut entrevoir plusieurs tendances reliées aux matières premières, aux procédés, équipements, outillage, etc. La production additive y est de plus en plus présente. On l’appelait aussi « impression 3D » ou « prototypage rapide ». Les médias grands publics s’agitent beaucoup autour de ce type de fabrication, promettant une révolution industrielle imminente.
Ironiquement, le principe même de cette « production additive » est utilisé depuis des dizaines d’années pour la fabrication des composites. En effet, au lieu d’usiner des pièces (fabrication soustractive) nous « ajoutons » les matériaux pour la création de formes par couches successives pour fabriquer des pièces de toutes sortes appliquées à différents secteurs.
Ce qui change aujourd’hui est l’utilisation des nouvelles technologies robotiques et numériques, ainsi que la démocratisation de celles-ci.
On comprend que ces techniques s’adaptent facilement aux composites de différentes façons. En voici quelques-unes :
- En utilisant des imprimantes 3D relativement traditionnelles, on peut y introduire un filament thermoplastique renforcé de fibres courtes (même très courtes). Les propriétés améliorées dépendent du type de thermoplastique, de la fibre incluse (verre ou carbone) et de la proportion volumique de ce renfort dans le matériau. Toutefois, les performances sont limitées par la fibre courte utilisée.
- Ces mêmes techniques permettent maintenant de fabriquer des outillages (moules, gabarits, etc.) pour la fabrication de pièces en composites, et ce, directement (sans « master » ni modèle), dans un temps record, en petites et en grandes dimensions. Les promoteurs de ces technologies parlent même d’une réduction très significative des coûts d’outillage puisque plusieurs étapes dans le processus sont éliminées.
- Depuis quelques années, de nouvelles imprimantes 3D à coût très abordable sont disponibles pour fabriquer des composites à fibre longue (Nylon renforcé de verre, de carbone ou de kevlar). On pourrait parler de révolution si les fibres étaient appliquées dans les trois axes, ce qui n’est pas le cas. Qu’à cela ne tienne! Plusieurs projets de recherche et développement sont en cours pour appliquer cette technique. Des robots équipés de têtes spécialement conçues pour extruder des thermoplastiques renforcés de fibre longue ou même des thermodurcissables renforcés de fibre longue. La beauté est que cette technologie permet d’appliquer le matériau dans toutes les directions. Là, on parle de vrais composites produits de façon additive.
Une vraie tendance?
Un article pertinent dans le dernier numéro du SAMPE Journal (July/August 2017, No. 4) détaille les avancées sur le développement d’outillage en production additive.