Moulage par transfert de résine et infusion
Fibres sèches dans un moule ; résine liquide poussée (RTM) ou aspirée par le vide (infusion)
Le moulage par transfert de résine (RTM) et l'infusion de résine commencent tous deux par un tissu de fibres sèches posé dans un moule. La résine liquide est ensuite poussée sous pression (RTM) ou aspirée par le vide (infusion) jusqu'à ce que chaque fibre soit imprégnée. Les coques de bateaux, les pales d'éoliennes et de nombreuses pièces de carrosserie sont fabriquées ainsi, sans préimprégné coûteux ni autoclave.
Comment ça marche
Poser les fibres sèches. Les couches de tissu sont placées dans le moule, souvent préformées en préforme (une ébauche de fibres sèches qui a déjà la forme de la pièce). Des âmes en mousse ou en balsa peuvent être ajoutées pour des panneaux sandwich rigides et légers.
Fermer le moule. En RTM, une seconde demi-coque rigide se ferme dessus et une presse la verrouille. En infusion, une bâche plastique souple est collée sur un moule à une seule face et l'air est pompé.
Amener la résine. Le RTM pompe la résine mélangée (résine plus durcisseur) à généralement 1–10 bar, et à une pression bien plus élevée en RTM haute pression pour l'automobile. En infusion, le vide aspire la résine depuis un pot ouvert, aidé par un tissu d'écoulement (un filet grossier qui la répartit rapidement).
Remplir, polymériser et démouler. La résine avance en front d'écoulement et chasse l'air par l'évent ou la sortie de vide. Quand la résine atteint la sortie, l'entrée est pincée. La résine polymérise (durcit par réaction chimique) dans un moule chauffé, à température ambiante ou en étuve ; puis la pièce est démoulée et détourée.
Chiffres clés
- Matériaux
- Tissus de verre, de carbone ou d'aramide (une fibre synthétique résistante) ; résines polyester, vinylester ou époxy ; âmes en mousse ou en balsa
- Pièces typiques
- RTM : toits et pièces de carrosserie automobiles, cadres de vélo, aubes de soufflante de moteurs d'avion ; infusion : coques et ponts de bateaux, pales d'éoliennes
- Taille de pièce
- RTM : de la taille d'une paume jusqu'à environ un toit de voiture ; infusion : jusqu'aux coques de bateaux et aux pales d'éoliennes de plus de 100 m
- Précision
- RTM : deux faces moulées, généralement à environ ±0,2–0,5 mm ; infusion : une face précise, tandis que l'épaisseur peut varier d'environ 5 à 10 %
- État de surface
- RTM : lisse sur les deux faces ; infusion : lisse côté moule, texturée côté bâche
- Taille de série adaptée
- Infusion : de la pièce unique à quelques centaines ; RTM : de centaines à dizaines de milliers par an
- Coût d'outillage et de machine
- Infusion : un moule plus des consommables de bâchage jetables, de quelques milliers de dollars (petites pièces) à des millions (moules de pales d'éoliennes) ; RTM : deux moules appariés plus une unité d'injection et une presse, de dizaines de milliers à des millions
- Vitesse
- RTM haute pression : quelques minutes par pièce ; RTM ordinaire : environ 15 minutes à quelques heures ; infusion : de quelques heures à une journée, bâchage compris
Atouts et limites
Atouts
- Pas de préimprégné, de congélateur ni d'autoclave : coût de matière et d'équipement plus faible
- Le RTM donne deux faces finies et une épaisseur répétable
- L'infusion s'adapte à des pièces énormes comme les coques et les pales
- Procédé fermé : bien moins de vapeurs que le moulage au contact ouvert
Limites
- La résine doit atteindre chaque recoin avant de gélifier (de commencer à prendre), sinon il reste des zones sèches
- Les moules RTM doivent résister à la pression d'injection : ils sont lourds et coûteux
- L'infusion ne donne qu'une bonne face et consomme beaucoup de matière jetable
- Le taux de fibres et la qualité sont généralement un peu inférieurs à ceux d'un préimprégné en autoclave
Où on l'utilise
- MarineCoques, ponts et superstructures de bateaux
- Énergie éoliennePales d'éoliennes, les plus grandes dépassant 100 m de long
- AutomobilePanneaux de toit en carbone, pièces de carrosserie et de châssis (RTM haute pression)
- AéronautiqueAubes de soufflante de moteurs d'avion en carbone tissé en 3D, supports, portes et cadres
- SportsCadres et fourches de vélo en carbone, kayaks
Comment le reconnaître
- Les pièces RTM sont lisses sur les deux faces, avec un mince bord détouré là où les deux demi-moules se touchaient.
- Les pièces infusées sont brillantes côté moule et montrent une légère texture de tissu d'écoulement ou de tissu d'arrachage sur la face intérieure.
- De petits tétons ou des zones meulées à l'endroit où l'arrivée de résine et l'évent étaient fixés.
- De très grandes coques d'une seule pièce, comme les coques de bateaux et les pales, sans joint dans la peau.
À comparer avec
À regarder
SAERTEX Group · Une courte présentation des étapes du RTM
Easy Composites Ltd · Bâchage, tissu d'écoulement et front d'écoulement en mouvement, du début à la fin
TPI Composites · L'infusion à très grande échelle dans une usine de pales d'éoliennes
TIME Bicycles · Le RTM utilisé pour fabriquer des cadres de vélo en carbone
Voir de vraies photos
- Wikipédia : Resin transfer molding — RTM et RTM assisté par le vide (infusion), avec des exemples
- Recherche de photos sur Wikimedia Commons
À retenir
- Les fibres sèches entrent d'abord ; la résine liquide suit.
- Le RTM pousse la résine dans un moule rigide fermé ; l'infusion l'aspire sous une bâche grâce au vide.
- Moins cher que le préimprégné et l'autoclave, et assez grand pour les coques et les pales d'éoliennes.
Plus dans Composites
Les 100 procédés
10.1Drapage et cuisson en autoclaveDes plis de préimprégné empilés sur un moule, mis sous bâche à vide et cuits sous chaleur et pressionOuvrir la leçon
10.3PultrusionDes fibres tirées à travers de la résine et une filière chauffée, sans arrêtOuvrir la leçon
10.4Enroulement filamentaireUne fibre imprégnée de résine enroulée sur un mandrin en rotationOuvrir la leçonEssayez
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