Webinars

En cette période d’incertitude pour l’industrie canadienne des composites, une chose est certaine : des ingénieurs compétents et expérimentés seront nécessaires pour faciliter la reprise de l’activité industrielle. En soutien, le CKN, en partenariat avec SAMPE Canada, organise une série de webinaires en 12 parties sur l’ingénierie des matériaux composites.

Cette série est destinée aux ingénieurs de tous les niveaux qui cherchent à maitriser les concepts fondamentaux liés aux composites et ainsi faciliter les prises de décisions d’ingénierie et d’affaires. Après avoir terminé cette série, les participants auront les compétences nécessaires pour identifier les applications appropriées des composites, sélectionner les matériaux et les méthodes de fabrication, estimer les propriétés mécaniques et identifier les procédures de caractérisation appropriées.

Vidéos du webinaire:

Déconstruire le traitement des composites: pourquoi cela semble si complexe et comment y penser de manière structurée.

Les matériaux composites se présentent sous différentes formes, formes et tailles. Bien que cela permette une flexibilité dans l’adaptation de la conception, il en résulte également de nombreuses possibilités de fabrication différentes, ce qui peut sembler compliqué et intimidant. Cependant, malgré de nombreux choix pour les fabricants, les complexités souvent associées au traitement des matériaux composites peuvent être déconvoluées et abordées de manière structurée.

Dans ce webinaire, nous présenterons une approche structurée de la fabrication de matériaux composites; de la réflexion sur la façon dont les matériaux circulent dans une usine à la décomposition des étapes du processus dans leurs paramètres de matériau, forme, outillage et équipement. Cette méthode de réflexion est au cœur du cadre du Knowledge in Practice Center (KPC) – l’un des piliers fondamentaux du CKN.

Paramètres d’analyse structurelle des composites

L’analyse structurelle des composites nécessite des propriétés du matériau telles que les valeurs d’élasticité et de résistance. Les tests physiques, les valeurs des manuels / bases de données, la micromécanique et la théorie classique de la stratification sont toutes des sources de ces propriétés; mais quand sont-ils valables et quels sont leurs avantages, inconvénients, défis cachés et bizarreries? Lorsque vous avez besoin de neuf valeurs uniques juste pour définir la réponse élastique d’un composite en trois dimensions – sans parler des paramètres de défaillance – le fait d’acquérir ces valeurs peut considérablement affecter votre calendrier, vos coûts et vos niveaux de stress (jeu de mots).

Dans cet événement d’application virtuelle + mobilisation d’impact (AIM), nous vous fournirons un aperçu de ces sources de propriétés des matériaux et vous fournirons une comparaison entre elles afin que vous puissiez décider ce qui est le plus approprié pour votre projet et comment commencer.

Coût des pièces composites

L’estimation précise du coût de fabrication d’une pièce composite est essentielle au succès des petites, moyennes et grandes entreprises; mais par où commencer? De nombreux facteurs tels que les prix des matériaux et des consommables, le coût de la main-d’œuvre, l’achat et la maintenance de l’équipement et de l’outillage, le coût de l’énergie, les coûts de développement, les frais généraux ainsi que les nombres et les taux de production peuvent affecter le coût total d’une pièce. Bon nombre de ces facteurs impliquent également un certain degré d’incertitude.

L’estimation précise du coût de fabrication d’une pièce composite est essentielle au succès des petites, moyennes et grandes entreprises; mais par où commencer?

*Remarque: le contenu entre 51:46 et 1:04:09 a été réenregistré après le webinaire en direct pour clarifier certains aspects de l’exemple.

Série de webinaires en 12 parties sur le génie des matériaux composites

Session 1: Introduction

La première session sera un survol du domaine des matériaux composites. Elle donnera un aperçu des applications courantes et discutera des défis et des succès. La deuxième moitié de la session donnera un aperçu du reste de la série de webinaires.

Session 2: Matériaux constitutifs: fibre

Les composites sont constitués de deux matériaux séparés et distincts appelés matériaux constitutifs. Les renforts fibreux couramment utilisés tels que la fibre de carbone, la fibre de verre et la fibre d’aramide (Kevlar) seront abordées. Des exemples d’applications typiques seront présentés ainsi que des instructions sur la sélection de la bonne fibre pour une application spécifique.

Session 3: Matériaux constitutifs: résine

Les composites sont constitués de deux matériaux séparés et distincts appelés matériaux constitutifs. Les matériaux à matrice polymère couramment utilisés tels que l’époxy, le polyester et le PEEK seront abordés. Les matériaux thermodurcissables et thermoplastiques seront discutés. Des exemples d’applications typiques seront présentés ainsi que des instructions sur la sélection de la résine adaptée à une application spécifique.

Translation results Session 4: Gestion thermique et durcissement de la résine

La gestion thermique implique un transfert de chaleur entrant et sortant du matériau composite pendant le processus de polymérisation. Durant cette session, nous examinerons les facteurs affectant le transfert de chaleur, comment les contrôler et comment simuler la gestion thermique d’un précédé de fabrication.

Session 5: Processus de fabrication: introduction

Cette session fournira une introduction et un aperçu des procédés de fabrication courants. Des exemples de contextes où ces processus sont applicables seront donnés en mettant l’accent sur la façon de sélectionner le bon processus pour une application spécifique.

Session 6: Processus de fabrication: traitement préimprégné

Les matériaux pré-imprégnés sont composés de fibres et de résine partiellement polymérisée qui sont combinées dans un ratio spécifique et étroitement contrôlé. C’est la forme de matériau la plus utilisée en aérospatiale. Cette session abordera plus en détail les matériaux pré-imprégnés et les procédés utilisés pour en fabriquer des pièces.

Session 7: Processus de fabrication: moulage composite liquide

Le moulage de composites par injection est une famille de procédés qui impliquent un renfort des fibres sèches éventuellement saturé grâce au différentiel de pression dans le moule. Les procédés courants incluent l’infusion sous vide (moulage par transfert de résine assisté par vide (VARTM)), le moulage par transfert de résine (RTM) et le moulage par transfert de résine léger (LRTM). Cette session présentera les différences fondamentales entre les procédés susmentionnés, et les contextes dans lesquels ces procédés sont applicables. Nous présenterons ensuite la théorie de l’écoulement de la résine basée sur la loi de Darcy et une procédure de conception d’une injection.

Session 8: Mechanics of Composites Part 1: Lamina Level

Dans cette session, nous présenterons les bases du calcul des propriétés mécaniques d’un matériau composite. Nous allons introduire et définir un pli, couche unique d’un matériau composite. Ensuite, nous passerons à la micro-mécanique, utilisée pour prédire les propriétés mécaniques de base. Avec ces bases, nous présenterons la loi de Hooke pour les matériaux orthotropes et la façon dont un pli réagit au chargement dans différentes directions / orientations de fibres.

Session 9: Mechanics of Composites Part 2: Laminate Level

Dans cette session, nous allons construire sur les notions du pli introduites à la session précédente et remonter jusqu’au niveau du stratifié. Nous présenterons la théorie des poutres et des plaques stratifiées, y compris la théorie des plaques stratifiées et la matrice [ABD].

Session 10: Failure of Composites

S’appuyant sur les sessions 8 et 9, cette session abordera les aspects analytiques et pratiques de la défaillance. Des théories sur l’analyse des contraintes et de la rupture seront introduites. Les modes de défaillance seront discutés et démontrés avec des images micro et macroscopiques de défaillance réelle au niveau du stratifié.

Session 11: Defects

Les défauts dans les matériaux composites sont une préoccupation majeure. Ils surviennent généralement lors de la fabrication et deviennent souvent le facteur limitant des performances d’une pièce. Dans cette session, nous introduirons et classerons divers types de défauts, puis approfondirons les défauts courants tels que les problèmes thermiques pendant la polymérisation, le contrôle dimensionnel, les porosités et le désalignement des fibres.

Session 12: Testing

Compte tenu de la grande variété de matériaux constitutifs, de méthodes de fabrication et de configurations, la caractérisation des composites est essentielle. Cette session présente les méthodes courantes de tests destructifs et non destructifs et comment naviguer parmi les innombrables options.