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Étude et amélioration du procédé d’infusion pour la fabrication de pièces aéronautiques en matériaux composites

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Payette, Bruno (2015). Étude et amélioration du procédé d’infusion pour la fabrication de pièces aéronautiques en matériaux composites. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire caractérise un procédé d'infusion de résine thermodurcissable qui causait de nombreux problèmes lors de la fabrication de pièces d’intérieur d’avions en matériaux composites et en présente l'amélioration. L'objectif était d'améliorer le procédé d'infusion en diminuant de 50% les temps de fabrication et de 25% les coûts de fabrication tout en augmentant la robustesse.

Plusieurs étapes du procédé d'infusion étaient particulièrement critiques, telles que l'opération de mise sous vide avec l'utilisation de films consommables, la fabrication de constructions sandwiches nécessitant une étape additionnelle de laminage contact ainsi que plusieurs manoeuvres artisanales amenant des défauts récurrents sur les pièces produites.

Plusieurs améliorations ont été apportées au procédé afin d’atteindre les objectifs ciblés. Tout d’abord, le développement d'un contre-moule flexible réutilisable a permis d’éliminer les films consommables et par conséquent de simplifier l'étape de mise sous vide. Ensuite, l'intégration d'un noyau en mousse directement à l'étape d'infusion a permis d’éliminer l'étape de moulage contact réduisant ainsi les temps de fabrication. Puis, la mécanisation des étapes d’infusion de la résine via l'intégration d'une machine automatisée, combinée à l'ajout d'une post-cuisson, a également permis de réduire les temps de fabrication, mais surtout d’augmenter la robustesse du procédé.

Grâce aux améliorations apportées au procédé, les objectifs de ce projet ont été atteints. Basés sur des pièces typiques d’intérieur d’avions composites, les temps de fabrication ont été réduits de 53 % et les coûts de fabrication de 42 % par rapport au procédé initial, tout en diminuant la quantité de défauts sur les pièces produites.

Titre traduit

Study and improvement of infusion process for manufacturing of aircraft parts in composite materials

Résumé traduit

This master's thesis characterizes a resin infusion process for composite materials generating several problems in the manufacture of aircraft parts, and presents its improvement. The objective was to improve the performance of the initial infusion process in reducing the production time of 50% and the production cost of 25%, while increasing the process robustness.

The process included critical steps, such as the use of vacuum bags, the production of sandwich constructions requiring wet layup to introduce a honeycomb core and several handmade tasks generating recurring defects on parts produced.

One key improvement to the process was to introduce the use of reusable vacuum bags to eliminate standard vacuum bags simplifying this stage. Also, the integration of a foam core directly at the infusion step allowed eliminating the wet layup and reducing the production time. In addition, the automated blending, degassing and infusing of resin through the introduction of an automated blending and infusing machine, plus the addition of a post-cure also have reduced production time and increased the process robustness.

Due to the improvement of the infusion process, the objectives of this research project were reached. Indeed, based on typical aircraft parts made of composite materials, production time was reduced by 53% and production cost was reduced by 42%, while the process robustness was increased.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Mots-clés libres: matériaux composites, procédé d’infusion, résine thermodurcissable, aéronautique, amélioration de procédé
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Joncas, Simon
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 28 janv. 2021 15:03
Dernière modification: 28 janv. 2021 15:03
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1484

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