Base de connaissances

Pierre, J.; Verville, M.; Chenier, G.; Farahani, R.D.; Piccirelli, N.; Lévesque, M.; Therriault, D. (2024). Non-planar material-extrusion additive manufacturing of multifunctional sandwich structures using carbon-reinforced polyetheretherketone (PEEK). Additive Manufacturing 84 (2004) 104124.

La fabrication additive (FA), et en particulier la fabrication additive par extrusion de matériaux (MEAM), peut fournir des structures légères avec des performances mécaniques élevées pour des applications aérospatiales en utilisant des thermoplastiques résistants aux hautes températures (HTRT) renforcés par des fibres. La fabrication additive non plane permet de fabriquer des pièces courbes avec une meilleure approximation de leur courbure que la fabrication additive cartésienne. Dans cette étude, nous avons fabriqué de manière additive une preuve de concept de panneau sandwich non plan multifonctionnel pour un boîtier d’avion à l’aide d’une plate-forme robotique à 6 degrés de liberté (6-DOF) dans une enceinte chauffante personnalisée, en utilisant du polyétheréthercétone (PEEK) renforcé au carbone à hauteur de 30 % en poids. Les poutres courbes fabriquées à l’aide de techniques de dépôt planaires et non planaires ont été fabriquées en utilisant une enceinte chauffante personnalisée et une HTRT renforcée. La déviation de surface mesurée du faisceau courbe non plan (NPCB) était inférieure de 31 % à celle du faisceau courbe plan (PCB). En raison du dépôt non plan qui a conduit à un meilleur alignement des couches le long de l’échantillon, la rigidité effective mesurée lors des essais de flexion à 3 points a également été augmentée de ∼28% par rapport au PCB, ce qui montre l’importance d’un dépôt non plan. Des panneaux sandwichs non planaires fabriqués de manière additive et contenant un noyau acoustique et deux types de micro-échafaudages (micro-échafaudage à remplissage de 30 % et micro-échafaudage à paroi à remplissage de 74 %) ont été caractérisés par microscopie optique et par des mesures effectuées à l’aide d’un scanner tridimensionnel (3D). La plateforme robotique 6-DOF, combinée à l’enceinte chauffante, a permis d’imprimer une partie d’un panneau sandwich non plan en PEEK renforcé de fibres de carbone afin de présenter la polyvalence des structures pouvant être imprimées avec cette configuration. L’utilisation de structures HTRT renforcées non planes pourrait trouver des applications dans le domaine aérospatial pour les structures de réduction du bruit des avions, mais aussi dans le domaine biomédical pour la fabrication d’échafaudages biocompatibles en PEEK.

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