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L’estimation de la puissance de chauffage d’un procédé de moulage par compression du composite thermoplastique renforcé par des fibres de carbone

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Maalaoui, Salim (2018). L’estimation de la puissance de chauffage d’un procédé de moulage par compression du composite thermoplastique renforcé par des fibres de carbone. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le moulage par compression du composite thermoplastique est une technique très utilisée par les industries aéronautiques en raison de la courte durée de fabrication qui permet aux industries d'augmenter la production et de minimiser les coûts de fabrication. Dans le but d’aider les industries d’obtenir un rendement de revenu plus efficace, nous avons étudié, dans ce travail de recherche, l’influence de l’épaisseur, le volume, et la largeur des pièces sur le cycle de chauffage pour observer en dernière analyse l’effet de chaque paramètre sur la puissance de chauffage requise pour leur fabrication. Pour ce processus, en question, nous avons utilisé le logiciel de simulation multi-physique COMSOL basé sur la method d’éléments finis. Les 4 pièces étudiées furent d’un composite de CF/PEEK fabriqué par le procédé de moulage par compression pour obtenir une plaque, une pièce en forme T et une pièce en forme L toute pré imprégnée et fabriquée de brins à courtes fibres d’une orientation aléatoire (ROS) et une pièce en forme concave fabriquée de fibres continues unidirectionnelles (UD). La méthodologie de travail a consisté à simuler des modèles de ces pièces en augmentent leur épaisseur, leur largeur et leur volume en situation indépendante assumant que la durée de chauffage reste constante. Lorsque le cycle de chauffage pour ces pièces change, nous devons alors augmenter la puissance de chauffage. Lorsque le cycle de chauffage ne change pas, alors l’augmentation de la géométrie de la pièce n’a pas d’effet sur la puissance de chauffage nécessaire pour fabrication de la pièce. Les résultats de simulation ont démontré que l’épaisseur n’a aucun effet sur la puissance de chauffage jusqu’à un facteur d’augmentation de 5 fois plus pour la pièce en forme L, pièce en forme T et la plaque. Également, la largeur de ces pièces n'a aucun effet sur le cycle de chauffage ou de refroidissement si les dimensions du moule ne sont pas modifiées. Pour les 4 pièces étudiées, l’évolution de la puissance de chauffage en function de l’épaisseur de la pièce est exprimée par une équation polynomiale d’ordre 2.

Titre traduit

Estimation of heating power of a compression molding process of the carbon fiber reinforced thermoplastic composite

Résumé traduit

Compression molding of the thermoplastic composite is a technique widely used by the aviation industry due to the short manufacturing time that allows industries to increase production and minimize manufacturing costs. To help industries to achieve a better economic profile, we studied in this work of research the influence of the thickness, the volume and the width of the parts on the heating power using the COMSOL multi-physics software based on the finite element method. The 4 pieces studied were made of a composite CF/PEEK manufactured by the compression molding process to produce a plate, a T-shaped piece and an L-shaped piece all pre-impregnated with short fiber strands of a random orientation (ROS) and a concave shaped piece of unidirectional continuous fibers (UD). The working methodology is to simulate the models of the parts by increasing their thickness, there volume and their width independently assuming that the duration of heating remained constant. If the heating cycle of the parts changed, then we increased the power of heating. But when the heating cycle of the parts did not change, the increase in the geometry of the part had no effect therefor the heating power remained unaffected. The simulation results showed that the thickness had no effect on the heating power up to an increase by a factor up to 5 times more for the L-shaped part, the Tshaped part and the plate. The width of the parts had no effect on the heating and cooling cycle as long as the dimensions of the mold were not modified. For the 4 pieces studied, the evolution of the heating power according to the thickness of the parts is expressed by a second order polynomial equation.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 149-151).
Mots-clés libres: moulage par compression, CF/PEEK, puissance de chauffage, l’effet de la géométrie de la pièce, cycle de chauffage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ngô, Anh Dung
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 18 janv. 2021 16:30
Dernière modification: 18 janv. 2021 16:30
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2061

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