Introduction à la fabrication additive pour les composites thermoplastiques

La fabrication additive (FA) regroupe plusieurs procédés d'assemblage permettant la fabrication couche par couche de structures aux géométries complexes, généralement impossibles à réaliser avec les méthodes de fabrication conventionnelles (moulage par injection, usinage, etc.). La FA offre de nombreux avantages et stimule l'innovation grâce à sa liberté de conception, sa fiabilité et sa rentabilité. Elle permet la fabrication rapide et sans outil de matériaux et structures composites hautes performances, multifonctionnels, légers et durables. La FA des composites permet la création de pièces aux formes complexes, présentant une résistance et une rigidité spécifiques élevées.

Ce webinaire présente une introduction aux technologies de fabrication additive (FA) et se concentre sur les procédés d'impression 3D par extrusion de matériaux pour composites thermoplastiques renforcés de fibres de carbone courtes (par exemple, coupées) et continues. Les trois principaux procédés d'impression 3D par extrusion de matériaux présentés sont la fabrication de filaments fondus (FFF), la fabrication de granulés fondus (FGF) et la fabrication de fibres continues (CFF). Pour chaque procédé, quelques exemples d'imprimantes 3D commerciales et industrielles, leurs principales caractéristiques et limites, sont présentés. Des méthodes de FA plus avancées, notamment la fabrication non plane à grande échelle, la haute productivité et l'impression multi-matériaux, sont présentées. Deux études de cas sont décrites, mettant l'accent sur les composants de l'imprimante, les défis de mise en œuvre et certaines solutions étudiées jusqu'à présent. Quelques exemples d'applications industrielles de la FA pour composites sont brièvement évoqués en conclusion.

Présenté par:
Daniel Thérriault
Département de l'Ingénierie Mécanique
Polytechnique Montréal