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Article

1 - CONTEXTE

2 - INFLUENCE DU PROCÉDÉ DE FABRICATION SUR LE DÉLAMINAGE EN SORTIE DU TROU

3 - INFLUENCE DE LA PRÉSENCE DES NODULES THERMOPLASTIQUES SUR LA QUALITÉ DU PERÇAGE

4 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : RE228 v1

Influence du procédé de fabrication sur le délaminage en sortie du trou
Analyse du délaminage lors du perçage des composites fibres longues

Auteur(s) : Redouane ZITOUNE, Francis COLLOMBET

Date de publication : 10 nov. 2013

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RÉSUMÉ

L'objectif de cet article est la compréhension et la résolution des problèmes du délaminage lors du perçage des plaques composites. Une approche globale, basée sur la technique des plans d'expérience, y est présentée. L'influence des paramètres de coupe et du procédé de fabrication des pièces composites sur l'étendue du délaminage en sortie du trou a été observé. À partir de ces plans d'expériences, des modèles empiriques, permettant de prédire les défauts en sortie du trou en fonction des paramètres de coupe, sont proposés. Ces modèles empiriques sont également exploités afin de déterminer les paramètres d'usinage optimaux.

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ABSTRACT

The aim of this article is to help understand and solve delamination issues when drilling composite plates. A comprehensive approach based on the technique of experimental design is presented. The influence of cutting parameters and of the manufacturing method of composite parts on the delamination area at the output of the hole has been studied. From these experimental designs, empirical models are proposed, which allow for the prediction of defects at the output of the hole according to cutting parameters. These empirical models are also used in order to determine the best cutting parameters.

Auteur(s)

  • Redouane ZITOUNE : Maître de conférences, HdR, à l'institut Clément Ader, IUT-A de l'université Paul Sabatier

  • Francis COLLOMBET : Professeur des universités, à l'institut Clément Ader, IUT-A de l'université Paul Sabatier

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : fabrication des matériaux composites, assemblage, détourage, perçage

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : toute technologie qui a un lien avec l'usinage

Domaines d'application : aéronautique, navale, ferroviaire, éolienne, automobile

Principaux acteurs français : Snecma, Airbus, Latécoère

Pôles de compétitivité : Aerospace Valley – Pôle de compétitivité mondial Aéronautique, espace et systèmes embarqués

Centres de compétence :

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re228


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2. Influence du procédé de fabrication sur le délaminage en sortie du trou

2.1 Protocole expérimental

Le matériau composite étudié est un HexFIT® (Hexcel Film Infusion Technology). C'est un composite tissé sergé 2 × 2 en verre/époxy de type semi pré-imprégné avec une épaisseur de pli de l'ordre de 1 mm et fabriqué par la société Hexcel Composite. Sa mise en œuvre utilise le principe d'infusion d'un film de résine. Du point de vue de son coût de revient, il est un bon candidat pour la fabrication de panneaux composites de grandes dimensions .

Pour ce type de matériau, le fournisseur préconise deux cycles de polymérisation. Le premier cycle est utilisé avec le procédé de fabrication de type autoclave. Le deuxième cycle est utilisé lorsque la polymérisation des plaques est réalisée en étuve. Pour notre étude, nous avons fabriqué deux plaques mères, une polymérisée en autoclave et l'autre polymérisée en étuve. Les deux plaques mères sont drapées avec une séquence d'empilement de type [0o/90]s. Elles sont de dimensions 950 mm × 650 mm, avec une épaisseur théorique de l'ordre de 4 mm. Les échantillons usinés sont débités à partir de ces deux plaques mères.

Les essais de perçage sont réalisés sur une machine de type fraiseuse à axe vertical avec une vitesse d'avance automatique (figure 1).

Les plages de variation de la vitesse d'avance et de la vitesse de rotation choisies sont respectivement de 0,05 à 0,3 mm/tr et de 320 à 2 750 tr/min. Pour notre étude, un plan d'expériences complet avec deux facteurs est réalisé. Le premier facteur est la vitesse de rotation avec quatre niveaux (750, 1 050, 1 450 et 2 020 tr/min). Le deuxième facteur est la vitesse d'avance avec quatre niveaux (0,05 ; 0,1 ; 0,25 et 0,3 mm/tr). Les pièces à usiner sont encastrées sur la table de la machine d'usinage grâce à quatre brides (figure ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ERIK (P.), INGVAR (E.), LEIF (Z.) -   Effects of hole machining defects on strength and fatigue life of composite laminates.  -  Composite Part A, 31, p. 141-151 (1997).

  • (2) - KONIG (W.), WULF (Ch.), GRAB (P.), WILLERSCHIED (H.) -   Machining of fiber reinforced plastics.  -  Annals CIRP, vol. 34, p. 537-547 (1985).

  • (3) - JOSEPH (P.), ROBERT (T.P.) -   Fastener hole considerations.  -  Engineering Materials Handbook Composites, vol. 1, p. 712-715 (1987).

  • (4) - HOCHENG (H.), DHARAN (C.K.H.) -   Delamination during drilling in composite laminates.  -  J. of Engineering for Industry, vol. 112, p. 236-239 (1990).

  • (5) - LIN (H.J.), TSAI (C.C.) -   Failure analysis of bolted connections of composites with drilled and moulded-in hole.  -  Composite Structures, 30, p. 159-168 (1995).

  • (6) - WEN-CHOU (C.) -   Some experimental...

1 Annuaire

HAUT DE PAGE

1.1 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)

Journée scientifique et technique – AMAC – sur l'Usinage des matériaux composites Redouane Zitoune – 23 Mai 2012 – ONERA Chatillon http://www.jst-amac-usinage.iut-tlse3.fr/

Machining of Titanium Alloys and Composites for Aerospace Applications. Volume 763 doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.763 http://www.scientific.net/Title/Preview/2458

Drilling of Polymer – Matrix Composites. Series : SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology. Springer Briefs in Manufacturing and Surface Engineering. Krishnaraj, Vijayan, Zitoune, Redouane, Davim, J. Paulo 2014

HAUT DE PAGE

1.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

Institut Clément Ader https://www.univ-tlse3.fr/institut-clement-ader-1

Association pour les matériaux composites (AMAC) http://www.amac-composites.org/

The WaterJet Technology Association (WJTA) and Industrial & Municipal Cleaning Association (IMCA) http://www.wjta.org/wjta/default.asp

...

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