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Submitted on 11 Jan 2019
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Validation expérimentale des performances thermiques d’un concept novateur d’outillage pour la mise en œuvre
des composites hautes performances
Jean Collomb, Pascale Balland, Pascal Francescato, Yves Gardet, David Leh, Philippe Saffré
To cite this version:
Jean Collomb, Pascale Balland, Pascal Francescato, Yves Gardet, David Leh, et al.. Validation ex- périmentale des performances thermiques d’un concept novateur d’outillage pour la mise en œuvre des composites hautes performances. Journée des doctorantes - Ecole doctorale SISEO, Nov 2017, Annecy, France. �hal-01948373v2�
Validation expérimentale des performances
thermiques d’un concept novateur d’outillage pour la mise en œuvre des composites hautes
performances
Jean COLLOMB
CONTEXTE
METHODE et MODELES RESULTATS
CONCLUSION et PERSPECTIVES
Ces travaux de recherche sont supportés par l’Association Nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT)
REMERCIEMENTS
Annecy - 9 novembre 2017
CT1 – FR - 01 100 BELLIGNAT
Yves GARDET, David LEH
Laboratoire SYMME – FR - 74 000 ANNECY
Pascale BALLAND, Pascal FRANCESCATO, Philippe SAFFRÉ
Forte croissance des marchés du transport notamment aéronautique et automobile
augmentation des cadences de production Normes environnementales de plus en plus strictes
concernant les rejets de gaz à effet de serre
recherche de gain de masse
Validation expérimentale de l’intérêt du concept de l’outillage
Gain de vitesse de l’ordre de 75% - Meilleure homogénéité thermique
Validation du modèle numérique mis en place Très bonne corrélation numérique-expérimental
Prochaine étude : optimisation géométrique multi-paramètres entraxe, largeur, hauteur, épaisseurs
OBJECTIFS : Comparer les performances thermiques en terme de vitesse de chauffe entre un outillage industriel massif de référence à canaux de chauffe circulaires et un outillage novateur à faible inertie thermique et à canaux rectangulaires.
Données d’entrée
Outillages étudiés
Relevés
expérimentaux
Modèle EF de l’outillage
innovant
Les matériaux composites sont un choix de premier ordre. Dès lors, il devient primordial de développer les procédés de
fabrication de ces derniers afin de les rendre plus performants et compétitifs en terme de qualité-cadence-coûts.
Intérêt thermique des canaux rectangulaires démontré numériquement avec prise en compte des données
technologiques : fluide, pompe et thermorégulateur [1]
Pour cette étude :
Fluide : eau – Thermorégulateur : 95E12 SISE – Pompe : T601 Conditions thermiques :
Tini = 25°C – Consigne de température : 80°C
Masse thermique Composite
Structure moulante Liens thermique
Isolant
Caisson acier
Ansys : v.17.0
Eléments thermiques :
Planes77, LINK33, MASS71
Dimension maillage : 1 mm
BIBLIOGRAPHIE
[1] Collomb, J.; Balland, P.; Francescato, P.; Gardet, Y.; Leh, D.; Saffré, S.:Thermo-mechanical simulations for the
comparison of heating channels geometries for composite material injection tools, Applied Thermal Engineering, 126, 2017, 204-211.http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.125
Augmentation de la vitesse de chauffe de l’ordre de 75% tout en améliorant la maîtrise spatio-temporelle du champ de température
Outillage innovant
Structure multi-matériaux Canaux rectangulaires Outillage référence
Structure massive - Canaux circulaires
Confrontation modèle numérique et relevés expérimentaux
Caractéristiques technologiques de chauffe expérimental/simulation
Relevés interface et composite Outillage de référence
Relevés interface et composite Outillage innovant
Relevés expérimentaux des températures de l’outillage de référence et innovant sur un cycle de production
Volume de moulage : 440 x 440 x 3 mm
Temps chauffe (min)
Vitesse chauffe (°C/min)
DT max (°C) Référence
Eau 11,7 4,5 -
Interface 28,5 1,8 11,5
composite 34,6 1,5 15,3
Innovant
Eau 6,2 8,3 -
Interface 6,6 7,5 5
composite 7,7 6,6 4
Innovant Simulation
Eau 5,9 8,4 -
Interface 6,5 7,7 3.1
composite 6,7 7,4 2.5
