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Influence des additifs sur l'usinabilité des composites GFRP

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Citations Cited by
  • Title:
    Influence des additifs sur l'usinabilité des composites GFRP
  • Author: Kuate Togue, Honoré
  • Subjects: additifs ; agent mouillant ; argile ; cire ; cisaillement ; composites ; détourage ; flexion ; forces de coupe ; GFRP ; propriétés mécaniques ; rugosité ; température ; traction axiale ; usinage ; énergie de surface
  • Description: De nos jours, les matériaux composites sont très répandus dans différentes applications pour leurs nombreuses propriétés. Un de leurs avantages est la mise en forme du matériau près de la forme finale de la pièce requise. Par ailleurs, pour les applications demandant une précision dans les dimensions finales des composantes, il s’avère nécessaire de recourir à des opérations de parachèvement telles que le détourage, le perçage et parfois même le fraisage. Les composites étant des matériaux très abrasifs, ces opérations sont sujettes à la génération de chaleur à l’interface couteau/matière. Ceci est la source de nombreux défauts, tels l’arrachement de fibres, l’apparition de fibres non coupées, le délaminage et parfois même l’altération de la matrice polymère lorsque la température de coupe dépasse celle de la transition vitreuse de la matrice. Un tel endommagement thermique de la surface peut sévèrement dégrader les propriétés mécaniques du matériau. Cette recherche a pour but de modifier la matrice époxy d’un composite de fibres de verre, Glass Fiber Reinforced Polymer (Polymère Renforcé de Fibre de Verre) (GFRP), durant sa mise en forme, par l’ajout d'additifs sous forme de micro particules afin d’en étudier l’effet sur la température de coupe pour l’opération de détourage. L’étude s’attarde également à analyser l’effet des différents additifs sur le fini des surfaces produites, les efforts de coupe, de même que sur certaines propriétés mécaniques du matériau. Les additifs considérés sont l’argile, la cire de même qu’un agent mouillant. Un total de sept mélanges ont fait l’objet de comparaison avec un composite de référence produit avec une résine sans additifs. Il s’avère que les trois additifs et leur combinaison, ont un effet très bénéfique permettant de réduire la température de coupe jusqu’à une proportion de près de 25 % pour une longueur de coupe de 100 mm. L’état de surface évalué par des mesures de rugosité (Ra), s’est vu amélioré d’une proportion de 73,1 % dans le cas du mélange incluant une combinaison des trois additifs. Pour cette même combinaison, il a également été observé une diminution significative de la force d’avance de coupe d’une valeur de près de 82 %. Cependant, les performances en traction axiale pour l’ensemble des stratifiés contenant l’additif d’agent mouillant (AM) se sont vues détériorées. L’effet contraire a été observé lorsque l’agent mouillant est absent des mélanges. Dans ce cas, les propriétés en traction ont subi une augmentation de 25% pour le stratifié incluant l’argile combiné à la cire. Cependant, les essais en flexion et en cisaillement sans AM, ont plutôt conduit à une réduction de contrainte de l’ordre de 20 %. En ce qui concerne l’énergie de surface de coupe, le stratifié contenant l’agent mouillant a révélé une énergie de surface de coupe supérieure à celle sans AM. En effet, l’énergie de surface de coupe contenant l’agent mouillant atteint une valeur maximale de 45,2 mJ/m² évaluée avec la méthode de Owens/Wendt.
  • Publisher: École de technologie supérieure
  • Creation Date: 2019
  • Language: French
  • Source: Espace ETS
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