Etude typologique des défauts structuraux générés au cours de la mise en forme par injection de composites à matrice polymère thermostable renforcés par fibres de verre courtes

par Gilles Saint-Martin

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Pierre Devos et de Christophe Levaillant.

Soutenue en 2003

à Paris, ENMP .

  • Titre traduit

    Typological study of structural defects generated in the injection moulding process of short glass fiber reinforced thermostable polymer composites


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  • Résumé

    Ce travail de thèse découle du regroupement de plusieurs équipementiers aéronautiques (Technofan, Microturbo, Liebherr Aerospace) et de laboratoires de recherche (Ecole des Mines d'Albi, Université Paul Sabatier de Toulouse). L'objectif des travaux est de parvenir à la maîtrise de la qualité structurelle de pièces en polyétherimide renforcé par fibres de verre courtes, injectées sous haute pression. Le premier chapitre propose un état de l'art des connaissance scientifiques et techniques relatives au processus d'injection et aux défauts d'ordre structurel. Deux types de défauts sont identifiés comme représentant la majorité des cas rencontrés : les lignes de soudure et les vacuoles. Ces deux familles sont étudiées en détails dans la suite du document. Un déséquilibre notable apparaît entre les connaissances relatives à ces deux types de défauts structurels. Plusieurs outils numériques et expérimentaux sont ensuite mis en place dans le chapitre II. Nous décrivons en premier lieu les méthodes de calcul utilisées dans le logiciel de simulation d'injection Moldflow. Un travail est également mené sur une méthodologie de représentation de l'état d'orientation des renforts au sein des pièces injectées. Le chapitre III correspond à l'ensemble des travaux concernant les lignes de soudure. Nous différencions les lignes de soudure frontales des lignes de soudure adjacentes. Ces dernières présentent de fortes potentialités d'optimisation. Nous étudions en particulier la dépendance de ces défauts par rapport au procédé de mise en forme. Une méthodologie de renforcement des lignes de soudure adjacentes par décalage volumique est également développée. Ces travaux aboutissent à une meilleure connaissance des liens entre le procédé d'injection et les lignes de soudure. Le chapitre IV correspond pour sa part à l'ensemble des travaux concernant les vacuoles. L'étude menée a pour but de proposer des méthodes de prévision et de contrôle de ce type de défaut dans les pièces de forte épaisseur. Des études expérimentales nous éclairent de surcroît sur la morphologie de ces défauts et sur leurs modes de formation. Enfin, plusieurs applications de ces travaux sont proposées. Ils débouchent par ailleurs sur des perspectives scientifiques très encourageantes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (400 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 150 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole des Mines d'Albi. Centre de documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : N130-SAI
  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
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