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Light products

Des produits plus légers grâce à des matériaux innovants et à des composites

Dans des secteurs comme le transport, la construction mécanique et les produits de construction et de consommation, l’on observe une demande croissante pour des produits et composants légers. Celle-ci reflète les tendances sociétales et technologiques en matière d’efficacité énergétique, de performance, de liberté de forme, de fonctionnalité et de coût-efficacité à plus long terme. Des produits plus légers peuvent être obtenus en adaptant la conception et en utilisant des matériaux alternatifs légers offrant des propriétés équivalentes, tels que les matériaux composites.

Les laboratoires allègent les produits grâce aux matériaux

Dans le laboratoire dédié aux matériaux composites de Sirris, des experts développent des innovations grâce à des plastiques renforcés de fibres. Pour certains projets, l’équipe collabore avec des experts de la KU Leuven et de l’UGent au sein du SLC-Lab. Les forces, l’expertise et l’infrastructure de trois partenaires sont ainsi mises en commun. Dans les produits composites, il existe une infinité de géométries et de combinaisons de matériaux possibles liées à des technologies de processus très diverses. Le SLC Lab a pour mission de soutenir les entreprises dans la conception de produits composites innovants au travers de prototypes et de leur offrir dans le même temps une expertise en matière de surveillance et d’optimisation des paramètres de production. Il a été impliqué dans différents projets en 2019, notamment dans le projet CompositeLoop, qui a été clôturé, et dans le projet CompositesReloaded, dans le cadre duquel plusieurs démos ont été élaborées.

 

Le Hybrids Lab développe des applications en combinant des plastiques avec des composites ou du métal afin d’alléger au maximum les produits grâce à une utilisation rationnelle des matériaux. Les matériaux hybrides réunis en un seul produit offrent des propriétés et fonctionnalités là où elles sont les plus nécessaires.

Combiner des pièces imprimées en 3D avec des composants classiques

Associer des tôles métalliques ou des composites thermoplastiques avec des éléments imprimés en 3D complexes peut être d'un grand intérêt pour certaines applications industrielles. Dans le cadre des activités du Product Development HUB, et plus particulièrement de l'Hybrids Lab, Sirris a réalisé ces derniers mois des  avancées significatives en termes de production de pièces imprimées ‘freeform’ hybrides.


Pour fabriquer de telles pièces, Sirris met en œuvre un robot 6 axes ainsi qu’une tête d’extrusion qu'il a modifiée en vue d’optimiser le procédé. La tête est alimentée avec des granulés plastiques, ce qui permet d'utiliser une large gamme de matériaux.
Les premières réalisations en mode mono-paroi ont rapidement évolué vers des variantes plus complexes, moyennant la résolution de plusieurs problèmes.
 

Réduction de la consommation d'énergie lors de la consolidation des composites

Pour réduire l’empreinte carbone des composites thermoplastique, Sirris, dans le cadre de l'Hybrids Lab de son Product Development HUB, a mis au point et validé un mode de consolidation au sac sous vide particulièrement économique pour ces matériaux. 

 

Le concept repose sur la dissociation des phases du cycle thermique, opération rendue possible par l’acquisition d’une étuve thermo-efficiente au concept innovant, qui a été adaptée par Sirris. Alors qu’un cycle de consolidation sous vide conventionnel suppose le branchement de tout l’appareillage « à froid » à l’intérieur de l’enceinte, l’artifice élaboré par Sirris permet le préchauffage de l’étuve qui maintient alors ses paliers de température pendant plusieurs cycles de mise en œuvre. L'avantage est indéniable, sachant que la phase de chauffe est la plus énergivore puisqu'elle concerne non seulement le produit à consolider, mais également l’enceinte elle-même. La phase de refroidissement n’est pas négligeable non plus car elle est extrêmement longue dans un cycle normal. Dans ce cas particulier, cependant, elle n’a pas été incluse dans les recherches, de sorte qu’elle n’affecte pas le bilan énergétique.


Les tests de validation ont montré qu’un gain énergétique d’environ 60 pour cent pouvait être réalisé.