Tesi sul tema "Moulage par injection de résine"
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Zhang, Fan. "Modélisation en contexte aléatoire des propriétés de transport des matériaux fibreux". Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10125.
Abstract (sommario):
Dans les processus de moulage par transfert de résine (RTM), l’aléa de la perméabilité des renforts fibreux conduit à un écoulement irrégulier de résine et des défauts dans les pièces composites. Une méthodologie a été développée pour étudier les phénomènes stochastiques dans la phase de remplissage des processus RTM en utilisant des méthodes stochastiques pour simuler la propagation des aléas de l'architecture fibreuse aux réponses de remplissage du moule. Employant des schémas numériques développés pour la simulation de remplissage du moule, les solutions du système stochastique en utilisant des techniques intrusives ou non intrusives sont mises en œuvre. Des renforts bidirectionnels cousus avec une architecture périodique et un mat de fils coupés avec une architecture aléatoire ont été respectivement étudiés. Les paramètres aléatoires architecturaux sont extraits par l'analyse d’images de tissus, a partir desquels les modèles de perméabilité locale prenant en compte l'architecture aléatoire sont construits par simulation numérique de l’écoulement dans une cellule unité fibreuse ou par l’approche statistique continue. Les propriétés statistiques des champs de perméabilité sont évaluées et utilisées dans la simulation stochastique pour prédire les statistiques des réponses de remplissage du moule, puis sont comparées avec les résultats expérimentaux pour la validation du modèle de la perméabilité stochastique. En plus, les méthodes de simulation numérique sont mises en œuvre pour d'autres mécanismes aléatoires dans le processus de remplissage RTM, par exemple les effets de bord, la saturation d’un défaut local (pli de tissu) et la saturation à double échelleIn the Resin Transfer Molding (RTM) processes, the randomness in the permeability of fibrous reinforcement leads to irregular flow patterns and defects in composite products. A methodology has been developed for applying stochastic computational methods to simulate the uncertainty propagation from the fibrous architecture to the mold-filling responses, so as to study the stochastic phenomena in the RTM filling stage. Based on the developed numerical schemes for mold-filling simulation, the solutions of the stochastic system, by either intrusive or non-intrusive techniques, are implemented. The bidirectional non-crimp fabric with periodic architecture and the chopped strand mat with random architecture have been studied, respectively. The random architectural parameters are extracted by analyzing dry fabric images. Local permeability model accounting for the randomness in architecture is constructed by numerical simulation of unit cell flow physics or statistical continuum approach. Statistical properties are evaluated and used in the stochastic simulation to predict the statistics of mold-filling responses, which are compared with the experimental results for validation of the stochastic permeability model. In addition, numerical simulation methods are implemented for other mold-filling mechanisms with uncertainty involved, e.g. the race-tracking, the saturation of wrinkled fabric and the dual-scale saturation, to study other stochastic phenomena in the RTM filling process
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Lefèvre, Delphine. "Étude expérimentale, modélisation et simulation de la filtration lors de l'écoulement d'une résine chargée de particules à travers un renfort fibreux dans les technologies LCM". Lille 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LIL10144.
Abstract (sommario):
La fabrication de pièces composites à matrice organique chargée de particules par un procédé de type LCM (Liquid Composite Molding) soulève le problème de l'écoulement du mélange de la résine avec les charges à travers le renfort fibreux. L'augmentation de la viscosité due aux particules, d'une part, et la filtration éventuelle des charges par le réseau fibreux, d'autre part, sont deux phénomènes à considérer car ils peuvent engendrer d'importants défauts de fabrication. Cette étude, volontairement limitée à une géométrie 1D, comporte une phase expérimentale et une phase de modélisation à l'échelle macroscopique, complémentaires l'une de l'autre, et menées en parallèle. Un moyen simple de mesure de la quantité de charges présentes dans la pièce en fin d'injection a d'abord été mis au point. Des essais d'injection de pièces, menés dans différentes conditions expérimentales, ont mis en évidence l'existence de deux comportements de filtration distincts. La modélisation est basée sur une équation de conservation de la masse et trois équations constitutives. Le modèle de filtration proposé dépend de deux paramètres physiques et d'un seul paramètre numérique, qui ont été identifiés par méthode inverse à partir des résultats expérimentaux. Enfin, la résolution du modèle développé est couplée à celle de l'écoulement d'un fluide à travers un renfort fibreux. Les résultats de la simulation, tant pour le profil de concentration de charges dans la pièce que pour le temps d'injection, sont très satisfaisants et viennent valider la démarche générale de cette étude.
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Diallo, Ouaténi. "Modélisation et simulation numérique de résines réactives dans un milieu poreux". Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10027.
Abstract (sommario):
Dans cette thèse on s'intéresse au remplissage d'un moule parallélépipédique par un fluide visqueux themodurcissable. Dans un premier temps, on suppose que le moule ne contient aucun matériau avant l'injection du fluide. Dans ce cas l'écoulement du fluide est régi par les équations de Stokes. Mais il se peut aussi qu'un matériau perméable soit préalablement disposé dans le moule (on parle alors d'un milieu poreux). L'écoulement est alors gouverné par l'équation de Darcy. Pour suivre le front de matière, nous utilisons la méthode de pseudo-concentration qui consiste à déterminer l'interface par l'introduction d'une fonction S appelée fonction de pseudo-concentration, solution d'une équation aux dérivées partielles de type hyperbolique : [dérivée partielle de S] sur [dérivée partielle de t] + u. [gradiant de S] =0. Cette équation est appelée équation de transport de S. Puisqu'on utilise un moule d'épaisseur trop petite devant les autres dimensions, on ramène le problème tridimensionnel d'origine à un problème bidimensionnel en utilisant une méthode de réduction de dimension par projection. On obtient un problème du même type écrit dans un espace de dimension inférieure. Le problème de transport advectif ci-dessus est transformé en un problème diffusif et les variables d'espace et de temps traitées de manière équivalente. Pour la résolution numérique on utilise une méthode d'éléments finis et une méthode de marche. Le problème global à résoudre consistera à coupler le problème de transport diffusif avec le problème de Stokes (cas du milieu non poreux) ou avec l'équation de Darcy (cas du milieu poreux). Les résultats que nous avons obtenus sont comparés à des résultats expérimentaux. Enfin, nous proposons un estimateur d'erreur a posteriori de type résiduel pour le problème de transport diffusif à partir de deux formulations variationnelles : l'une de Galerkin et l'autre de Petrov-Galerkin
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Miranda, Campos Bernard. "Copolymer-based PLLA matrix composites produced by TP-RTM". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR042.
Abstract (sommario):
Cette étude présente la production de composites à matrice copolymère à base de poly(L-lactide) par Moulage par Transfert de Résine Thermoplastique (TP-RTM). Dans ce procédé, la polymérisation in-situ par ouverture de cycle du L-lactide (L-LA) et de l'ε-caprolactone (ε-CL) a été réalisée en une seule étape pour obtenir des composites à matrice copolymères poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) (PLCL) biodégradable. L'incorporation de l'ε-CL dans la matrice avait pour objectif de réduire la fragilité du PLLA. La matrice PLCL résultante a été associée à des renforts de verre ou de carbone. Différents rapports molaires L-LA / ε-CL ont été testés, ce qui a permis de développer des composites présentant des propriétés chimiques, thermiques et mécaniques variées. Les paramètres expérimentaux du procédé TP-RTM ont été optimisés pour créer des composites avec moins de vides possibles. Ensuite, ces composites ont été caractérisés pour évaluer la conversion du monomère, la masse molaire et les propriétés thermiques des matrices ainsi que les propriétés mécaniques des composites résultants. Il a été constaté que les composites PLCL / verre tissée présentent une résistance aux chocs plus élevée par rapport à leurs homologues à base de PLLA. D'autre part, les composites PLCL / renfort de carbone présentent des propriétés de légèreté remarquables avec une grande résistance à la flexion. Les fractures des composites après les essais mécaniques ont été étudiées pour identifier le type d'endommagement au cours de ces essais. Dans une approche plus durable, des composites entièrement biodégradables de PLLA / renforts de lin ont été produits par TP-RTM, et leurs propriétés chimiques, thermiques et mécaniques ont également été étudiées. De plus, le vieillissement accéléré de l'ensemble de ces composites sous température et irradiation UV a été étudié. A l'issue du vieillissement, une relation entre la cristallinité, la masse molaire des matrices et les propriétés de flexion a pu être établieThe present study experimentally investigated the production of poly(L-lactide)-based matrix composites by Thermoplastic Resin Transfer Molding (TP-RTM). In this process, the in-situ ring opening polymerization of L-lactide (L-LA) and ε-caprolactone (ε-CL) was performed in a single step to achieve composites with a biodegradable poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) (PLCL) matrix in one step synthesis. The incorporation of ε-CL in the matrix was aimed at reducing the brittleness of PLLA. The resulting PLCL matrix was reinforced with glass or carbon fabrics. Different L-LA / ε-CL molar ratios were tested, leading to the development of composites with various chemical, thermal, and mechanical properties. The TP-RTM parameters were optimized to produce composites with reduced voids. Subsequently, these composites were characterized to evaluate monomers conversions, molecular weights and thermal properties of the matrices, as long as the mechanical properties of the resulting composites. It was found that PLCL / glass fabric composites exhibit higher impact resistance compared to their PLLA-based counterparts. On the other hand, PLCL / carbon fabric composites display remarkable lightweight properties with high bending strength. The fractures of the composites after mechanical tests were studied to identify the failure type during these experiments. In a more sustainable approach, fully biodegradable PLLA / flax composites were produced using TP-RTM, and their chemical, thermal, and mechanical properties were also studied. Furthermore, the impact of accelerated aging, i.e under temperature and UV irradiation, was studied on all composites. After aging, a relationship between crystallinity, matrices molecular weights and bending properties was established
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Fontanier, Jean-Charles. "Développement d'un système réactif pour composites acryliques par procédé RTM". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI024.
Abstract (sommario):
Le contexte environnemental actuel conduit les constructeurs automobiles à diminuer les émissions globales de CO2. Afin de répondre à cet objectif, plusieurs voies sont accessibles mais l’allègement de la structure du véhicule apparaît comme la solution la plus prometteuse grâce à la substitution des pièces métalliques par des matériaux composites et plus particulièrement des composites thermoplastiques à matrices acryliques. Cette étude s’est donc intéressée à développer et caractériser plusieurs formulations à base acrylique afin d’identifier les différents leviers (choix du monomère / condition de polymérisation) permettant d’atteindre une polymérisation rapide (< 3 à 5 min) adaptée aux hautes cadences de l’industrie automobile. Le moulage par transfert de résine (RTM) ayant été choisi comme procédé de mise en œuvre, une seconde étape de travail a été de caractériser l’évolution de la viscosité au cours de la polymérisation. En disposant des mesures cinétiques et rhéologiques, il a aussi été possible, par modèle inverse, de proposer un suivi in-situ de la polymérisation via la corrélation des données par des mesures diélectrométriques. Puis, dans une optique d’amélioration de la tenue chimique du PMMA, la synthèse d’un polymère réversible présentant alternativement une structure tridimensionnelle et une structure linéaire a été réalisée. Ainsi, grâce à la préparation d’un comonomère présentant des fonctions Diels-Alder, il a été possible d’obtenir un polymère ayant la capacité d’emprunter les propriétés de résistance chimique des réseaux thermodurcissables tout en conservant l’aptitude à la transformation des thermoplastiques. Enfin, une dernière étude s’est portée sur le renforcement du PMMA par mélange avec différents polymères. Ainsi, grâce à un choix judicieux de polymères présentant des caractéristiques physico-chimiques intéressantes, il a été possible d’améliorer significativement la tenue en température mais également la résistance au choc de la matrice acrylique développéeNowadays, polymer matrix composites are widely used for aerospace, automotive, railway and sport industries. For similar structural properties, these materials coul be very attractive since they could be 30 to 40% lighter than metallic counterparts. In the current context of environmental development issues, thermoplastic-based composites, (in our case acrylic matrix based one), can be considered as they can be easily recycled as opposed to thermoset-based ones. Furthermore, they could exhibit good mechanical properties, i.e. stiffness and impact resistance, enabling them to be relevant for many applications. Manufacturing structural composites requires to produce parts without defects having complex geometries. For this purpose Resin Transfer Molding (RTM) has been selected to process such composites. Indeed, it corresponds to a low temperature closed-mold process allowing for manufacturing complex continuous fiber-based-reinforced parts. However, it requires precursors with a very low viscosity (η < 1 Pa.s) to ensure a good impregnation of the dry preform. To be cost effective, fast reactive systems have also to be selected. Thermoplastic polymers which own a very high viscosity in molten state cannot be directly used. Our strategy is to design an acrylic-based reactive formulation exhibiting a very low initial viscosity, i.e. about 100 mPa.s and which can subsequently polymerizes via a free radical mechanism once the mold is filled and the preform fully impregnated. Therefore, our main objective is to optimize curing conditions (especially thermal initiator ratios and temperature) of RTM-compatible acrylic-based reactive formulations to lead to suitable composite parts with high conversion rate, low residual monomer content and relevant process cycles
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Krstev, William. "Moulage par injection de pièces en titane /". Sion, 2008. http://doc.rero.ch/record/12804?ln=fr.
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DUTILLY, MARC. "Modelisation du moulage par injection de poudre metallique". Besançon, 1998. http://www.theses.fr/1998BESA2019.
Abstract (sommario):
Le travail effectue au cours de cette these concerne le phenomene de segregation qui est parfois observe dans la phase d'injection du procede industriel de moulage par injection de poudres metalliques. Comme les techniques classiques d'homogeneisation sont insuffisantes pour modeliser la viscosite d'un fluide tres charge en particules, une approche biphasique basee sur une technique de moyennation a ete utilisee pour simuler l'ecoulement du melange. Cette methode consiste a resoudre les equations de mouvement de chacune des phases en les couplant avec un terme d'interaction. Les champs de vitesse obtenus permettent alors de calculer l'equation de conservation de la masse des deux phases et ainsi de mettre en evidence le phenomene de segregation de phases. Une discretisation de ces equations est proposee en utilisant la methode des elements finis. Afin de simuler le remplissage du moule, une technique de remplissage par controle-volume a ete testee pour un fluide monophasique et ensuite etendue au cas biphasique. Plusieurs exemples montrent la capacite de notre logiciel a simuler le remplissage de moules mais aussi a detecter les zones de segregation. Enfin, pour completer le modele, les equations mecaniques ont ete couplees a la resolution du probleme de chaleur. Pour cela, l'hypothese d'une temperature commune aux deux phases a permis d'ecrire l'equation de conservation de l'energie pour le melange. Enfin, une resolution sequentielle du probleme mecanique et thermique est proposee pour la simulation du remplissage de moule en mode anisotherme. Plusieurs cas sont traites et se revelent concluants.
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Gingras, Steve. "Développement d'un nouveau procédé de moulage par injection de poudres". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0003/MQ31727.pdf.
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Gantois, Renaud. "Contribution à la modélisation de l'écoulement de résine dans les procédés de moulage des composites par voie liquide". Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1652/.
Abstract (sommario):
Les procédés de moulage des composites par voie liquide représentent des solutions très attractives sur le plan industriel, car ils permettent de réaliser des pièces complexes et de grandes dimensions à bas coûts. Néanmoins, ces procédés demandent une bonne maîtrise des mécanismes d'imprégnation qui restent relativement difficiles à anticiper. Le travail s'articule autour d'une étude expérimentale et numérique, visant à modéliser l'écoulement de la résine liquide dans le renfort fibreux pendant l'étape de remplissage. Le moyen d'essai développé est destiné à la mesure de la perméabilité, à la fois dans le plan et dans la direction transverse au renfort. L'étude numérique porte sur la simulation des écoulements macroscopique et microscopique. À l'échelle macroscopique, l'originalité du modèle proposé réside dans le couplage des méthodes BEM et Level Set, en 2D et 3D. À l'échelle microscopique, un solveur stationnaire BEM a été développé pour évaluer la perméabilité d'une microstructure fibreuse en 2DLiquid Composite Molding (LCM) is more and more used in industry for its ability to produce complex and large parts at low cost. However, this process needs a special care to anticipate properly the impregnation of the fibrous reinforcement, which remains a challenging task important to achieve. This work is divided into an experimental and a numerical study. It aims to model the resin flow through the fibrous reinforcement occurring during the mold filling stage. An experimental setup has been designed to measure both plane and transverse permeabilities of the reinforcement. The numerical study is focused on the simulation of the flow at macroscopic and microscopic scales. At macro scale, our main contribution is the coupling between BEM and Level Set methods, which has been achieved for both 2D and 3D problems. At micro scale, a stationary BEM solver has been developed to evaluate the transverse permeability of a 2D fibrous microstructure
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Gonnet, Jean-Marc. "Contrôle en ligne du moulage par injection des thermoplastiques semi-cristallins par spectroscopie diélectrique". Saint-Etienne, 2000. http://www.theses.fr/2000STET4003.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail a été d'utiliser la spectroscopie diélectrique comme technique de mesure pour le suivi in-situ des étapes de remplissage, post-remplissage et de refroidissement à l'intérieur d'un moule. Le matériau retenu fut le polyfluorure de vinylidene (P. V. D. F). Une corrélation entre l'évolution des paramètres diélectriques du matériau et sa viscosité a été entreprise. Pour cela, un rhéomètre dynamique équipé d'une cellule de mesures électriques ainsi qu'une filière rhéologique instrumentée ont été réalisés. Le processus de cristallisation se repère par une chute de la conductivité ainsi que par la présence d'un maximum de la permittivité réelle. La diminution de la conductivité résulte d'une modification des chemins conducteurs tandis que l'augmentation de la permittivité est due au phénomène de polarisation interfaciale de type Maxwell Wagner Sillars (M. W. S. ) entre la phase amorphe et les entités cristallines en croissance. La brusque variation de la réponse diélectrique est envisagée comme un moyen de suivre le front de cristallisation au sein du moule. La description de la cristallisation par le modèle de Nakamura a permis d'entreprendre la modélisation de la cristallisation à l'intérieur d'un moule. L'évolution du profil de température ainsi que du taux de cristallinité est simulée par une méthode par différences finies. Des mesures diélectriques effectuées lors d'expériences de refroidissement contrôlées à l'aide de la filière moule démontrent le bien fondé de la simulation, de même qu'elles valident l'emploi des mesures diélectriques pour le suivi in-situ de la cristallisation d'un polymère dans le moule. L'extension de cette technique au procédé d'injection a permis de différencier les différentes étapes du procédé, de déterminer le taux de remplissage ainsi que la mise en équilibre thermique du moule. La variation des propriétés diélectriques du matériau pendant la phase de compactage - refroidissement sous pression peut être mise à profit pour contrôler le retrait volumique des pièces
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Barrière, Thierry. "Expérimentations, modélisation et simulation numérique du moulage par injection de poudres métalliques". Besançon, 2000. http://www.theses.fr/2000BESA2043.
Abstract (sommario):
L'étude réalisée concerne le moulage par injection de poudres métalliques. Elle comprend deux parties complémentaires. La première partie a consisté en la mise en place et en la réalisation d'expérimentations en moulage, déliantage et densification. L'influence des paramètres majeurs du procédé a pu être mis en évidence par des mesures de dimensions, masses, propriétés mécaniques et aussi par des observations de microstructures. La deuxième partie concerne la modélisation et la simulation par la méthode des éléments finis du remplissage de moules par des polymères fondus ou polymères fondus chargés en poudres métalliques. Dans ce dernier cas une approche bi-phasique a été proposée. Dans les deux cas, un algorithme explicite à pas fractionnés a été proposé et développé, permettant des simulations sur des cas complexes en 3D. Les résultats numériques ont été confrontés aux résultats expérimentaux et les capacités du logiciel pour détecter les zones de ségrégation ou de retassure ont été mises en évidence.
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Mendoza, Rennan. "Morphologies induites dans les pièces en polyolefine moulées par injection". Paris, ENSAM, 2005. http://www.theses.fr/2005ENAM0006.
Abstract (sommario):
Des travaux de recherche tentent aujourd’hui de prédire les propriétés mécaniques des polymères semi-cristallins induites par leur mise en forme à l’aide de la mécanique des milieux hétérogènes. Mais l’utilisation de ces modèles micromécaniques nécessite une description dimensionnelle de la morphologie cristalline, aussi bien au niveau lamellaire qu’à l’échelle supérieure des macrostructures cristallines induites. Dans ce contexte scientifique, ce travail de thèse s’est donné pour objectif de caractériser finement les différentes morphologies que l’on peut rencontrer dans l’épaisseur des polypropylène et polyéthylène linéaire injectés, et de déterminer l’influence de certaines conditions de mise en œuvre sur ces morphologies. Les fonctions d’orientation des différents axes cristallographiques ont été déterminées par dichroïsme infrarouge et à partir de figures de pôle obtenues par WAXS sous anode tournante et sous microfaisceau synchrotron. La répartition des amas lamellaires et leurs dimensions ont été déterminées par SAXS. Finalement, la taille des structures cristallines a été caractérisée par microscopie optique en lumière polarisée. L’ensemble des résultats a été utilisé pour générer des modèles morphologiques à travers l’épaisseur des plaques injectées. Des structures morphologiques complexes, induites par la déformation, ont été mis en évidence : des shish-kebabs avec des lamelles filles qui croissent de façon épitaxiale pour le PP, et avec des lamelles torsadées à droites pour le PEhd. Plus généralement, l’orientation de la phase amorphe est faible et l’anisotropie des propriétés mécaniques des polyoléfines est gouvernée par l’orientation élevée de la phase cristalline. L’épaisseur des plaques et la masse molaire du polymère ont une forte influence sur l’orientation moléculaire et les morphologies cristallines obtenues, alors que la vitesse d’injection détermine l’épaisseur des différentes couches morphologiques au travers de l’épaisseur, sans modifier sensiblement ni les niveaux d’orientation moléculaire ni les dimensions lamellairesThis work gave for objective to finely characterize the morphologies which could be found through the thickness of injection moulded plates of polypropylene and linear polyethylene, and to determine the influence of some processing parameters on these morphologies. The orientation functions of the different crystallographic axes were determined by infrared dichroism and waxs pole figures obtained with rotating anode generated beam and synchrotron beam. The lamellar distribution and dimensions were determined by saxs. Finally, the crystalline structures size was characterized by polarized light optical microscopy. The whole of the results was used to generate morphological models through the thickness of the injection moulded plates. Complex morphological structures, induced by deformation, were found: shish-kebabs with epitaxial grow of daughter lamellae for pp and with twisted to right lamellae for hdpe. More generally, the orientation of the amorphous phase is low and the anisotropy of the mechanical properties of polyolefins is controlled by the high orientation of the crystalline phase. The plate thickness and the polymer molecular weight have a strong influence on the molecular orientation and on the obtained crystalline morphologies, whereas the injection speed determines the thickness of the various morphological layers through the thickness, without appreciably modifying neither the molecular orientation levels, nor the lamellar dimensions
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Bigot, Erwan. "Simulation tridimensionnelle du remplissage de corps minces par injection". Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1073.
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Pichelin, Élisabeth. "Calcul par éléments finis du remplissage 3D pour des fluides visqueux incompressibles : Application à l'injection". ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0759.
Abstract (sommario):
Dans cette contribution, nous avons développé un modèle simple et efficace de suivi de surface en mouvement pour la simulation numérique tridimensionnelle du remplissage, plus particulièrement appliquée au procédé de moulage par injection des thermoplastiques. L'avancée du front de matière est modélisée à l'aide d'une méthode éléments finis. La cavité à remplir est entièrement maillée. A chaque pas de temps, les champs de vitesse et de pression sont calculés dans toute la cavité. La partie non remplie reste vide dans notre approche, le vide étant caractérisé par un champ de vitesse nul. Le domaine occupé par le fluide est défini par sa fonction caractéristique, fonction qui ne doit prendre que deux valeurs : 1 ou 0. L'avancée du fluide est modélisée par une équation de transport définie dans tout le domaine. La fonction caractéristique du domaine fluide est interpolée de façon discontinue (constante par élément). Son évolution au cours du temps est calculée au niveau de chaque élément par une méthode de résolution originale dite de Taylor-Galerkin discontinue explicite. La gestion du contact fluide/moule mais aussi fluide/fluide est simplifiée par cette approche. Ce modèle fournit un outil numérique capable de traiter des moules aux géométries complexes. Au cours de la phase de remplissage, les phénomènes thermiques jouent un rôle important. Le problème des échanges thermiques s'exprime à l'aide d'une équation de convection-diffusion. Ce type d'équation est résolu en associant au schéma explicite de Taylor-Galerkin discontinu une formulation mixte à deux champs. Cette dernière méthode, utilisée pour résoudre l'équation de la chaleur instationnaire en 3D, nous a permis de résoudre non seulement des problèmes ou la diffusion est dominante mais aussi des problèmes ou la convection est dominante. La stratégie du remplissage couplée à la formulation thermomécanique permet d'envisager des simulations pour des cas industriels de la phase de remplissage du procédé d'injection des polymères.
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Le, Minh Cuong. "Effet de la pression sur le comportement en mise en œuvre des polymères". Nantes, 2011. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=c2102e99-b11d-4a4f-8de9-8c3152d50d65.
Abstract (sommario):
Le présent travail s'intéresse à l'analyse de l'effet de la pression sur les paramètres de mise en œuvre dans le cas d'un polymère semi-cristallin (polypropylène isotactique). Un outil de mesure de température in situ développé par le laboratoire et amélioré au cours de cette étude permet de faire des mesures sous diverses pres- sions de maintien (jusqu'à 60 MPa). Les mesures de température effectuées au cœur d'une pièce injectée à diverses pressions de maintien ont montré une piézo-dépendance de la température et plus particulièrement du plateau de cristallisation. La piézo- dépendance du plateau de cristallisation est en accord avec ce qui a été déjà observé par d'autres auteurs. Les résultats montrent également une accélération du refroidissement de la pièce moulée en fonction de la pression. Afin de prédire le comportement en refroidissement de la pièce, un outil numérique faisant appel au code Comsol pour le calcul par éléments finis a été développé. Cet outil nous permet de faire des si- mulations du refroidissement de la pièce injectée de la fin du remplissage jusqu'au refroidissement hors du moule. Il dispose également d'options permettant de réaliser des identifications par recalage par éléments finis des propriétés du matériau injecté. Il a été ainsi utilisé avec succès pour identifier la piézo-dèpendance des paramètres T ¡ et T 9. Il a permis également de mesurer la pièzo-dépendance de la conductivité thermique avec des résultats en accord avec la littérature. Les résultats montrent que la prise en compte de la piézo-dépendance des propriétés thermo-physiques et de cristallisation est indispensable afin d'obtenir une prédiction fiable du refroidissementThis work deals with the influence of the holding pressure in the case of the in- jection moulding of a semi-crystalline polymer (isotactic polypropylene). A suitable embedded thermocouple probe, build in-house, is used to measure the moulded part temperature under different values of the holding pressure (up to 60 MPa). The per- formed measurements show that the core temperature is piezo-dependent especially the crystallization plateau area. The crystallization plateau piezo-dependency is in good agreement with what was already observed by some authors. The results show that an increase of the holding pressure level leads to a quicker cooling of the moul- ded part. In order to predict the part cooling, a numerical tool that calls Comsol Multiphysics for the finite element analysis was developed. This tool permits one to simulate the part cooling from the end of the cavity filling to the complete freeze out of the mould. In addition to this, the developed tool can be used to identify the thermo and piezo-dependence of the injected polymer properties. Thus, the tool is used successfully to identify the piezo-dependence of the crystallization parameters T f and T 9 as well the thermal conductivity. The obtained results are in good agree- ment with those reported in literature. This study shows that taking into account the piezo-dependence of some material properties is necessary in order to achieve accurate prediction of the moulded part cooling$$2p. Xiii
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Ben, Daly Hachmi. "Caractérisation de la morphologie des pièces obtenues en moulage par injection et en injection-soufflage par la technique de spectroscopie infrarouge". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape15/PQDD_0023/NQ37373.pdf.
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Fekiri, Nasser. "Etude expérimentale du moulage par injection des élastomères : analyse thermique et énergétique du procédé". Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4006/document.
Abstract (sommario):
La maîtrise des cycles thermiques lors des opérations de moulage des élastomères est un enjeu important pour les industriels de la mise en oeuvre du caoutchouc. L’objectif scientifique de ce travail de thèse est d’atteindre une maîtrise précise des températures dans les moules lors des opérations de moulage et d’optimiser les conditions de régulation thermique de ceux-ci dès la conception. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle conception des moules, de son système de chauffage et de régulation permettant la maîtrise des températures au plus près de la matière injectée. L’originalité de ce moule réside dans la réduction de la masse d’acier chauffée et la mise en place de zones de chauffe isolées thermiquement entre elles, indépendamment régulées. Cette démarche a été validée par la mise en place d’un montage expérimental original afin d’étudier les transferts thermiques dans l’outillage lors de l’injection de l’élastomère. Une instrumentation fine et complexe du moule dans les cavités moulantes et les canaux d’injection matière, permet le suivi de l’évolution du champ thermique. Les mesures expérimentales permettent d’étudier les phénomènes thermiques intervenant dans l’outillage pendant les cycles de moulage et vérifier l’homogénéité des champs de températures dans le moule. Il permet de valider la stabilité thermique de l’outillage en cours de production. Ces mesures permettent de construire une base de données expérimentale pour alimenter les outils numériques d’aide à la conception des outillages. Les analyses thermique et énergétique des cycles de moulage ont permis une optimisation des paramètres de process afin de mieux maitriser la consommation énergétique lors de la production pour une qualité de pièce équivalente voir meilleureThe control of the thermal cycles during the operations of moulding of elastomers is an important issue for the rubber industry. The scientific objective of this work is to reach a precise control of the temperature in the moulds during the molding operations in order to optimize the conditions of thermal regulation of those as of the design. In this work, we propose a new design of the moulds, its heating system and regulation allowing us to control the temperatures closest to the part material. The originality of this mould lies in the reduction of the heated mass of the steel and the installation of heating zones thermally isolating between them and independently controlled. This approach was validated by the installation of an original experimental setup in order to study the heat transfers in the tools during the injection of elastomer. A fine and complex instrumentation of the mould in the moulding cavities and the channels of injection matter, allows the follow-up of the evolution of the thermal field. An experimental measurement makes it possible to study the thermal phenomena intervening in the tools during the moulding cycles and to check the homogeneity of the temperatures fields in the mould. It makes it possible to validate the thermal stability of the tools in the course of production. These measurements make it possible to build an experimental database to supply the digital tools of assistance to the design of the tools. The thermic analyses and energetics of the mouldings cycles allowed an optimization of the process parameters in order to better control energy consumption during the production for an equivalent part quality see better
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Nguyen-Thuc, Boi Huyen. "Etude rhéocinétique et mécanique des réseaux époxydes modifiés par des élastomères : mise en forme par le procédé de moulage par transfert de résine (RTM)". Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0014/these.pdf.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail est la modification d'un système époxyde/amine par l'incorporation des élastomères liquide et/ou préformé. Une fonctionnalisation de l'écorce par des groupes carboxyliques conduit à la modification de l'état de dispersion des particules. L'apparition d'une viscosité seuil aux faibles gradients de cisaillement est notée dans les systèmes à base de particules fonctionnalisées. Une modélisation rhéologique des courbes maîtresses des modules a été réalisée en appliquant le modèle de Palierne. La morphologie, le comportement rhéologique et diélectrique des systèmes modifiés ont été également étudiés et nous avons montré qu'ils sont étroitement liés à la nature des élastomères. Des matériaux composites ont été réalisés par le procédé de moulage par transfert de résine. Un optimum de ténacité a été obtenu pour les matériaux composites renforcés par les deux types d'élastomère montrant ainsi un effet de synergie Le mécanisme de renforcement des matériaux modifiés par les élastomères est dû principalement à la déformation plastique de la matrice par écoulement en cisaillement du réseau époxyde, favorisé par la cavitation de particulesThe purpose of this work was the modification of an epoxy/amine system by incorporation of elastomers (reactive liquid or prefomed particles). The presence of the carboxyl functionalized group in the shell led to the modification of the dispersion state of rubber particles in the matrice. A divergence in viscosity at low shear rate occurred in the system based on functionalized core-shell particles, exhibiting significant non-Newtonian behavior. The modeling in G’ and G’’ master curves was applied using the Palierne model. A secondary plateau occurred in the elastic master curve. A modification of the morphological, rheological and dielectric behavior of epoxy systems was demonstrated by adding rubber particles induced the nature of elastomers. Composite materials were performed using the resin transfer molding process (RTM). An increase in toughness of epoxy modified with two kinds of elastomers demonstrated significant synergistic effects. The rubber blend gave higher values in viscosity and mechanical properties than using one type of rubber. The fracture mechanism of this system was plastic deformation caused by shear yielding led to particles cavitation
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Ayad, Ghassane. "Contribution à l'optimisation multi-physiques et multi-étapes du moulage par injection de poudres". Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2040.
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Menio, Stéphane. "Optimisation du moulage par injection des composites BMC : relations écoulement - structure - état de surface". Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10101.
Abstract (sommario):
L'étude réalisée concerne l'optimisation des propriétés de structure et de surface des pièces injectées en matériaux composites à base de résines thermodurcissables polyester insaturée à retrait compensé, chargés et renforcés (BMC). Cette étude s'inscrit dans le cadre d'un projet industriel visant à améliorer l'état de surface des pièces injectées. Une analyse préliminaire sur pièce industrielle, a permis de mettre en évidence l'hétérogénéité et l'anisotropie du matériau. Il existe comme dans le cas des thermoplastiques renforcés une stratification en couches des fibres suivant l'épaisseur. La caractérisation de l'état de surface résulte de la mesure du rapport entre l'intensité spéculaire et l'intensité de la réflexion totale, qui est proportionnel à la rugosité. Une étude paramétrique globale réalisée sur moule semi-industriel de plaque simple mais à géométrie variable montre que les variables formulation du compound, température de l'outillage, débit d'injection et pression de maintien sont les paramètres les plus significatifs. L'analyse des mécanismes d'écoulement réalisée sur un moule prototype à fenêtre transparente, révèle la présence d'un écoulement de type fontaine associé à un effet de peau. Après validation sur moule semi-industriel, la position dans l'épaisseur de l'interface générée par la présence de cette peau de surface a pu être déterminée à partir de profils de microdureté, après avoir démontré expérimentalement par nanoindentation que le matériau est élastoplastique. Les mécanismes d'écoulement identifiés génèrent une distribution d'orientation des fibres suivant l'épaisseur induisant un degré d'anisotropie qu'il est possible de modifier localement. Après avoir optimisé les conditions d'injection, l'influence sur l'état de surface du type d'entrée en pièce, du matériau constitutif de l'outillage et de la présence d'accidents de forme a également été mis en évidence. Enfin, le concept bimatière a été appliqué aux cas des thermodurcissables. Une matière spéciale placée en tête de buse forme par effet fontaine la peau de la pièce.
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El, Otmani Rabie. "Étude du refroidissement d'un polymère chaud sur une paroi métallique froide : influence des paramètres d'interfaces : application à l'injection des polymères". Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0060/these.pdf.
Abstract (sommario):
Dans l'industrie de la mise en forme des polymères, il est bien connu que les conditions du procédé influencent fortement la qualité du produit final. La simulation numérique de l'ensemble du procédé est alors nécessaire pour optimiser et comprendre l'interaction entre le procédé, la structure et les propriétés du matériau final. Dans la mise en forme par injection moulage, l'un des problèmes rencontrés dans la simulation numérique est le suivi du front polymère-air (ou de l'interface) lors de la phase de remplissage. La précision de la détermination de l'interface est importante pour décrire correctement les champs de vitesse, la distribution, la pression et l’effet fontaine. Pour ces raisons, l’objectif de ce travail est double. : i- développer un modèle numérique qui décrit un écoulement anisotherme et non-Newtonien simulant la phase de remplissage dans le procédé d’injection moulage. Ii- appliquer ce modèle pour une étude fine du comportement du polymère lors de son écoulement dans le moule, afin d’analyser l’interaction moule-polymère aux interfaces. La méthode de Level-Set, corrigée par une méthode de pénalité afin de la rendre conservative, est utilisée pour représenter le front polymère air dans le moule. Elle est d’abord validée dans différentes configurations, puis appliquée pour la simulation du remplissage d’une cavité rectangulaire par l’écoulement d’un fluide non-Newtonien et anisotherme. Pour ce faire, les équation, de Navier-Stokes, de continuité et d’énergie sont couplées pour décrire l’écoulement et le comportement thermique du polymère fondu. Une méthode d’éléments finis est utilisée pour résoudre ces équations. Les résultats montrent clairement l’effet fontaine. La température, la vitesse, la pression et la viscosité sont calculées et l'influence de la résistance thermique de contact entre le polymère et le moule en métal est également étudiée et ce pour différentes conditions d’injectionIn the polymer processing industry, it's well established that the process conditions influence strongly the quality and final part properties. The numerical simulation of all the process is then necessary to optimise and understand the interaction between the process, the material properties and structure. In the injection moulding process, one numerical difficulty concerns the exact polymer-air front tracking during the filling step. The exact determination of the interfaces is needed to describe precisely the velocity fields, the pressure distribution and the fountain flow phenomena. The two aims of this work are then : i-development of a numerical model describing the non-isothermal flow of non-Newtonian fluids as in the filling stage in the injection molding process. Ii-apply the model to study the mold-polymer interfaces interaction, and to understand the effect of several molding parameters. First, we have proposed a penalty correction for the level set method, in order to ensure the mass conservation. After its validation in various configurations, the method is then introduced in a numerical simulation of a non-Newtonian, non isothermal flow in a rectangular cavity. A strong coupling between the energy, continuity, Navier-Stokes and level-set equations is made in order to describe the polymer behaviour in the mold. A finite Elements Method is used to solve the multiphysics problem. The results show clearly the fountain flow phenomenon. Temperature, pressure, velocity profiles and viscosity evolution are calculated and the influence of the contact thermal resistance between the metallic mold and the moving polymer interface is investigated for different injection molding conditions
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Farouq, Youssef. "Analyse du comportement thermique et dimensionnel des pièces moulées par injection". Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2037.
Abstract (sommario):
Les échanges thermiques lors du processus d’injection des matériaux polymères, ont une grande influence sur les propriétés physiques et dimensionnelles des produits moulés. Le manque de connaissance fine du comportement thermique des polymères a limité les avancées technologiques. Une meilleure appréciation de l’état réel de la matière permet d’optimiser les temps de cycle par une ouverture du moule à l’instant opportun. Cette connaissance est indispensable pour améliorer la productivité et la qualité des pièces. A l’éjection, la connaissance du champ thermique permet d’appréhender l’évolution dimensionnelle des pièces plastiques. La prévision des champs thermiques durant le cycle de moulage et après le démoulage ouvre un large champ d’investigation. Dans cette étude, nous analysons le comportement thermique et dimensionnel depuis le remplissage jusqu’au refroidissement complet des pièces moulées en polystyrène et en polypropylène à l’aide d’une mesure in-situ de la température au cœur et en peau de la pièce et une mesure dimensionnelle après la phase d’éjection. Dans le chapitre I, nous présentons les polymères, les phénomènes thermiques intervenant lors du processus d’injection et les défauts des pièces moulées dus au gauchissement et au retrait. Le chapitre II montre le dispositif expérimental utilisé pour la mesure directe de la température durant le cycle de moulage et après démoulage, ainsi que le montage de refroidissement contrôlé pour la mesure dimensionnelle après éjection des pièces moulées. Le chapitre III comporte la description des modèles numériques utilisés dans cette étude. La confrontation entre le calcul et l’expérience permet de valider les hypothèses émises sur les phénomènes thermiques observés expérimentalement durant le procédé d’injection. Les résultats de cette comparaison font l’objet du chapitre IV. Le chapitre V présente les résultats obtenus à l’aide du dispositif permettant la mesure de l’évolution thermique et dimensionnelle des pièces moulées et leur interprétationHeat exchange during the polymer injection moulding process, have a great influence on the physical and dimensional properties of the moulded products. Injection technology development is limited by the lack of knowledge of the thermal behavior of polymers. A better appreciation of the real state of the matter makes it possible to optimize the cycle times by an opening of the mould at the convenient moment. This knowledge is essential to improve the productivity and quality of the parts. At the ejection, the knowledge of the thermal field makes it possible to apprehend the dimensional evolution of the plastic parts. The forecast of the thermal fields during the cycle of moulding and after the release from the mould opens a broad field of investigation. In this study, we analyze the thermal and dimensional behavior from the end of filling stage to the complete cooling of the moulded parts of polystyrene and polypropylene using a in-situ measurement of the temperature in the depth and at the surface of the part and a dimensional measurement after the ejection phase. In chapter I, we present the thermal phenomena occuring in the injection process and the defects of moulded parts due to warping and the shrinkage. Chapter II shows the experimental device used for the direct measurement of the temperature during the moulding cycle and after release from the mould, as well as the dimensional measurement during the cooling phase out of the mould. Chapter III deals with the description of the thermal models used in this study. Confrontation between calculation and the experiment makes it possible to validate the assumptions emitted on the thermal phenomena observed in experiments during the process of injection. The results of this comparison are covered in chapter IV. The chapter V presents the results obtained using the device allowing the measurement of the thermal and dimensional evolution of the injected parts and their interpretation
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Van, Den Broek D'Obrenan Ghislain. "Adaptation du procédé RTM (Moulage par Transfert de Résine) à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique". Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00715806.
Abstract (sommario):
Le procédé " Resin Transfer Molding " (RTM) est très largement utilisé pour la production industrielle de matériaux composites à matrice thermodurcissable. En effet, de nombreux domaines tels que l'automobile et l'aéronautique l'emploi couramment. Dans ce travail nous avons adapté ce procédé à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique afin de répondre aux critères écologiques et économiques imposés aux industries. Pour cela plusieurs étapes ont été nécessaires. La première fut la sélection d'une chimie robuste, adaptée aux exigences du procédé (faible viscosité initiale du système réactif, temps de polymérisation court, etc). La chimie choisie fut la polymérisation anionique par ouverture de cycle de l'ε-caprolactame dans le but d'obtenir du polyamide-6 (PA-6). Une étude rhéo-cinétique ainsi que les caractérisations physico-chimiques d'un PA-6 obtenu au laboratoire furent réalisé. A la suite de cette étape, des essais en conditions de procédé ont été effectué avec l'utilisation d'un équipement pilote dédié. Ces essais furent la source de modifications et d'optimisations de certains paramètres du procédé. La troisième étape, a consisté à la production de pièces composites avec un renfort de type : tissu unidirectionnel de verre. Cette production fut suivie de tests mécaniques et physico-chimiques afin d'évaluer les propriétés de ces pièces. Différents ensimages de tissu ont été étudiés avec, pour objectif, la détermination de celui offrant les meilleures propriétés. Durant cette étude nous avons observé que la nature de l'ensimage impactait peu la chimie. Pour finir, nous avons mis en place un ensimage réactif qui permettra une meilleure interaction fibre/matrice.
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Van, den Broek d'Obrenan Ghislain. "Adaptation du procédé RTM (Moulage par Transfert de Résine) à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique". Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0112/document.
Abstract (sommario):
Le procédé « Resin Transfer Molding » (RTM) est très largement utilisé pour la production industrielle de matériaux composites à matrice thermodurcissable. En effet, de nombreux domaines tels que l’automobile et l’aéronautique l’emploi couramment. Dans ce travail nous avons adapté ce procédé à la mise en œuvre de matériaux composites à matrice thermoplastique afin de répondre aux critères écologiques et économiques imposés aux industries. Pour cela plusieurs étapes ont été nécessaires. La première fut la sélection d’une chimie robuste, adaptée aux exigences du procédé (faible viscosité initiale du système réactif, temps de polymérisation court, etc). La chimie choisie fut la polymérisation anionique par ouverture de cycle de l’ε-caprolactame dans le but d’obtenir du polyamide-6 (PA-6). Une étude rhéo-cinétique ainsi que les caractérisations physico-chimiques d’un PA-6 obtenu au laboratoire furent réalisé. A la suite de cette étape, des essais en conditions de procédé ont été effectué avec l’utilisation d’un équipement pilote dédié. Ces essais furent la source de modifications et d’optimisations de certains paramètres du procédé. La troisième étape, a consisté à la production de pièces composites avec un renfort de type : tissu unidirectionnel de verre. Cette production fut suivie de tests mécaniques et physico-chimiques afin d’évaluer les propriétés de ces pièces. Différents ensimages de tissu ont été étudiés avec, pour objectif, la détermination de celui offrant les meilleures propriétés. Durant cette étude nous avons observé que la nature de l’ensimage impactait peu la chimie. Pour finir, nous avons mis en place un ensimage réactif qui permettra une meilleure interaction fibre/matriceThe "Resin Transfer Molding" (RTM) process is very largely used for the industrial production of composites materials with thermoset matrix. Indeed, it’s used by many fields such as the automotive and aeronautics. In this work we adapted this process to the manufacture of composite materials with thermoplastic matrix in order to answer the ecological and economic criteria imposed on industries. For that several steps were necessary. The first was the selection of a robust chemistry, adapted to the requirements of the process (low initial viscosity of the reactive system, polymerization time, etc). The selected chemistry, was the ring opening polymerization of ε - caprolactam to obtain polyamide-6 (PA-6). Rhéo-kinetics studies, as well as the physicochemical characterizations of a Pa-6 obtained at the laboratory were carried out. Following this step, tests in conditions of process were carried out with the use of dedicated pilot equipment. These tests were the source of modifications and optimizations of certain parameters of the process. The third step, consisted with the production of composite parts with a reinforcement of the type: unidirectional glass fabric. This production was followed mechanical and physico-chemical tests in order to evaluate the properties of these parts. Various sizing of the glass fabric were studied with, for objective, to determine which to offer the best properties. During this study we observed the low impact of the sizing on the chemistry of PA-6. To finish, we set up a reactive sizing which will allow a better interaction fibre/matrix
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Geneau, Céline. "Procédé d'élaboration d'agromatériau composite naturel par extrusion bivis et injection moulage de tourteau de tournesol". Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000325/.
Abstract (sommario):
Le tourteau de tournesol est le résidu d'extraction d'huile de la graine. Il est un véritable composite naturel dont la matrice, essentiellement protéique, représente environ 35% de sa masse. Les fibres lignocellulosiques de la coque représentent majoritairement les charges. La viscosité de la matrice est diminuée par l'extrusion bivis en conditions modérées (profil avec une zone de malaxage et une zone de contrainte, 100°C, hydratation à 30%) et des formulations (glycérol, sulfite). Le tourteau, formulé ou non, se moule par thermopressage (10min, 160°C, 100bars) ou par injection moulage (110 à 120°C, taux de compression 1,8 à 2,0, moule à 60°C). Les vis de plastification et les moules doivent être adaptés au moulage d'agromatériaux. Des additifs (glycérol, urée, sulfite, acides gallique et octanoïque) et des post-traitements (cuisson, huile siccative) améliorent les résistances mécaniques et vis-à-vis de l'eau des objets injectés. Au début du procédé, les protéines ont un comportement thermoplastique et deviennent thermodurcissables dès que leurs réseaux natifs se sont profondément restructurés
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Geneau, Céline Silvestre Françoise Rigal Luc. "Procédé d'élaboration d'agromatériau composite naturel par extrusion bivis et injection moulage de tourteau de tournesol". Toulouse : INP Toulouse, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000325.
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Auscher, Marie-Camille. "Dispersion de particules de zircone dans les polyoléfines : rhéologie et application au moulage par injection céramique". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1177.
Abstract (sommario):
Ce travail est dédié à l'étude des mécanismes clés contrôlant l'écoulement linéaire et non-linéaire ainsi que l'état de dispersion des polymères fondus chargés avec des particules submicrométriques. La compréhension fondamentale est ensuite appliquée au procédé de moulage par injection céramique lors duquel un mélange-maître (i.e., une formulation complexe à base de polymères et avec un haut taux de charges de particules de céramique) est injecté dans un moule puis délianté et fritté. Un premier chapitre présente les caractéristiques principales du procédé, l'état de l'art de la compréhension des mécanismes concernés, ainsi que plus généralement, les forces d'interaction en jeu dans les polymères chargés. Ensuite, l'étude se focalise sur le polyéthylène chargé en zircone. Tout d'abord, le rôle de l'interface charge-matrice dans les propriétés rhéologiques et morphologiques est discuté. Il est montré qu'elles sont fortement influencées par la compatibilité de la charge avec la matrice. Une méthode expérimentale est développée pour ajuster la qualité de l'interface. En particulier, l'acide stéarique est déterminé comme étant le surfactant le plus efficace. La cinétique d'hydrophobisation des particules induite par l'estérification est analysée. Par la suite, les mécanismes de dispersion dans les polymères chargés sont explorés. Par exemple, il est conclu que l'acide stéarique et l'extrudeuse à fort cisaillement promeuvent la rupture et l'érosion des agglomérats. Leurs effets sur le comportement rhéologique (i.e., seuil de percolation, contrainte d'écoulement et modulus élastique dynamique) sont discutés. Enfin, la stabilité des polymères chargés, i.e., leur tendence à la floculation et à la ségrégation matrice-charge, est évaluée au repos et à haut taux de cisaillement. Deux méthodes expérimentales sont développées pour cette étude plus appliquée. Le rôle crucial de l'état de dispersion est notamment mis en avantThis work aims to investigate the relevant mechanisms controlling the linear and non-linear flow behaviors and dispersion state of molten polymers filled with submicrometer particles. The fundamental understanding is then applied to the Ceramic Injection Molding process, during which a feedstock (i.e., a complex polymer based formulation, highly filled with ceramic particles) is injected into a mold, debinded and sintered. A first chapter presents the key features of the process, a state of the art of the understanding of the involved mechanisms and more generally the interplaying interaction forces in filled polymers. Then, the study focuses on zirconia filled polyethylene. Firstly, the role of the filler-matrix interface in the rheological and morphological properties is discussed. It is shown that they are strongly influenced by the compatibility of the filler with the matrix. An experimental method is developed to adjust the interface quality. In particular, stearic acid is determined to be the most efficient surfactant. The kinetics of particles hydrophobization induced by the esterification is analyzed. Then, the dispersion mechanisms in filled polymers are explored. For instance, it is concluded that stearic acid and the high shear extruder promote the rupture and erosion of agglomerates. Their effects on the rheological behavior (i.e., percolation threshold, yield stress and dynamic storage modulus) are discussed. Finally, the stability of filled polymers, i.e., tendency to flocculation and filler-matrix segregation, is evaluated at rest and under high shear rates. Two experimental methods are developed for this more applied study. The crucial role of the dispersion state is for instance highlighted
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Gamon, Guillaume. "Incorporation de fibres végétales dans des matrices thermoplastiques biosourcées et biodégradables par extrusion bi-vis pour la production de matériaux biocomposites moulés par injection". Thesis, Toulouse, INPT, 2013. http://www.theses.fr/2013INPT0029.
Abstract (sommario):
L’incorporation de fibres végétales, différentes par leur origine, leur nature chimique et leur forme, a été effectuée dans deux matrices thermoplastiques : le poly(acide lactique) et la farine de blé thermoplastifiée. Ces deux matrices biodégradables et biosourcées ont elles aussi des natures chimiques et des propriétés thermo-mécaniques différentes. Des incorporations de fibres jusqu’à 40 % en poids ont permis de modifier considérablement les propriétés de base des matrices et d’améliorer certaines de leurs faiblesses (stabilité thermique, manque de rigidité…). Les fibres de miscanthus ont été sélectionnées comme étant les plus performantes pour l’amélioration des propriétés des deux matrices. Les propriétés des matériaux composites ont été ajustées par un travail sur la formulation du mélange (ajout de plastifiants) et l’optimisation du procédé complet, jusqu’au moulage par injection. L’incorporation des fibres dans un mélange compatibilisé des deux matrices a également été testée et réalisée en une seule étape d’extrusion, comprenant la plastification de la farine, le mélange des polymères et la dispersion des fibresIncorporation of vegetal fibres, differing by their source, their chemical composition and their shape, have been performed by twin screw extrusion in two thermoplastic matrices: the poly(lactic acid) and the thermoplastified wheat flour. These two biobased and biodegradable matrices have also different chemical character and thermo-mechanical properties. Fibre incorporation up to 40 % in weight considerably modified both matrix properties and improved several weaknesses (thermal stability, lack of stiffness…). Miscanthus fibres have been selected as best improvers for properties of both matrices. Materials properties were adjusted with a formulating work (addition of plasticizers) and whole process optimization, until injection-molding. Fibre incorporation in a compatibilized blend of the two matrices was also tested and performed in a one step extrusion process, including flour thermoplasticization, polymer blending and fibre dispersion
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Wesselmann, Matthias. "Influence des conditions de mise en oeuvre sur les caractéristiques des pièces injectées en composites à matrice thermostable renforcée de fibres de verre courtes". Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1167.
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Redko, Vadym. "Développement d'un algorithme numérique pour l'identification in-situ du champ de perméabilités d'une préforme fibreuse par une méthode inverse". Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10202.
Abstract (sommario):
Dans le procédé RTM (Resin Transfer Molding) utilisé pour la mise en œuvre de structures composites de haute performance, la phase d'imprégnation d'une préforme fibreuse par une résine est déterminante pour la qualité des pièces fabriquées. Pour éviter des défauts de fabrication, la simulation numérique du procédé est largement utilisée. Elle demande une bonne connaissance de caractéristiques matériau dont la principale est la perméabilité du renfort. La caractérisation expérimentale de la perméabilité ayant une variabilité importante, des techniques numériques fiables et applicables dans l'industrie sont recherchées. Ce projet de thèse vise à développer une méthode numérique d'identification in-situ du champ de perméabilité. La performance de la méthode est démontrée sur l'exemple de trois cas d'étude. Un algorithme basé sur la méthode inverse permet notamment d'identifier la perméabilité isotrope et anisotrope ainsi que de détecter l'effet de race-tracking. Dans la suite, les résultats de ce travail pourront être implémentés dans un système de contrôle on-line du procédé RTMIn the Resin Transfert Molding process used to manufacture high performance composite structures, the fibrous preform impregnation by resin largely determines the piece quality. Numerical simulation is widely used in order to adress the issue of manufacturing defects. It is necessary to know material charasteristics of preform such as perméability which is the most important one. Generally, the preform permeability is obtained by an experimental measurement having a large variability. Therefore, reliable numerical techniques are being looked for. This PhD thesis aims to develop a numerical algorithm by inverse method to identify in-situ the permeability field. The performance of the method is shown by validation of three study cases. The developped algorithm allows to identify isotropic and anisotropic permeability as well as to detect the race tracking effect. In a future work, this numerical algorithm will be implemented in an on-line control system to optimize the mold filling process
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Marie, Stéphane. "Un modèle de parallélisation S. P. M. D. : pour la simulation numérique de procèdes de mise en forme de matériaux". ENSMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMP0762.
Abstract (sommario):
On propose un modèle simple et efficace de parallélisation S. P. M. D. Pour la simulation numérique tridimensionnelle de procédés de mise en forme de matériaux. Les modèles de comportement utilisés en mise en forme pour le forgeage des métaux, l'extrusion et l'injection des polymères, conduisent à résoudre des problèmes de type stokes généralisés. On traite les équations par une méthode éléments finis mixte et stable en vitesse pression qui s'inspire du mini-élément et mène à la résolution de systèmes linéaires non définis positifs. La première partie de ce travail a été le développement d'une méthode itérative robuste et efficace pour résoudre ces systèmes. La méthode du résidu minimal, reconditionnement par des blocs nodaux diagonaux, minimise le temps de calcul et le stockage des données en mémoire. Grâce au solveur itératif, on adopte une stratégie de parallélisation S. P. M. D. Efficace des trois codes de calcul de mise en forme. L'effort de parallélisation porte essentiellement sur la décomposition des données réalisé à l'aide d'une partition du maillage et sur l'actualisation entre les domaines de données globales du solveur. Selon la même stratégie, la parallélisation de l'étape de remaillage du code de forgeage consiste à utiliser la version séquentielle indépendamment sur chaque sous domaine, sans modifier les interfaces. Une étape de repartitionnement suit afin de rééquilibrer la charge par processeur et de déplacer les interfaces qui seront remaillées par la suite. Dans le code de simulation du procède d'injection, on parallélise la résolution de l'équation de transport du fluide en enrichissant la structure de données de chaque sous domaine par un recouvrement de leurs éléments voisins. On donne des résultats de simulations industrielles sur des réseaux de stations de travail et sur des machines parallèles distribuées. La stratégie de parallélisation S. P. M. D. Couplée au solveur itératif présente de grands avantages en termes de temps de calcul et de stockage mémoire et élargit les champs d'applications industrielles des codes de simulation de forgeage des métaux, d'extrusion et d'injection des polymèresWe submit a simple and efficient S. P. M. D. Paradigm for the numerical 3-D simulation in material forming processing. The constitutive equations used in the forming process of metal forging, polymer extrusion and injection, lead to the resolution of generalized Stokes- like problems. We solve the equations by a stable and mixed velocity/pressure finite element method with the popular "mini-element" which leads to the resolution of indefinite symmetric systems. We have developped a robust and efficient iterative method for solving these systems. The minimal residual method with block diagonal preconditioning, minimizes both CPU time and memory storage. With the iterative solver, we adopt an efficient S. P. M. D. Parallelization paradigm for all the three material forming simulation codes. We base the parallelization on a data decomposition realized with a mesh partition and on the update of the global data of the solver. Within the same strategy, for parallel remeshing, we use the same sequential version on each sub-domain, without changing the interface. Then we make a repartitioning to equilibrate the loading balance between processors and to move interfaces, which can then be remeshed. In the injection simulation code, to parallelize the fluid transport equation, we add some data on each domain by recovering neighboring elements. We give some results of industrial simulations on clusters of workstations and on distributed parallel platforms. The parallel S. P. M. D. Strategy used with the iterative solver shows great advantages for CPU time and memory storage. This broadens the industrial application field of 3-D simulation in metal forging, polymer extrusion and polymer injection processes
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Moguedet, Maël. "Développement d'un outil d'aide à la conception et au fonctionnement d'un ensemble vis-fourreau industriel : application à l'injection des thermoplastiques chargés de fibres de verre longues". Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0126/these.pdf.
Abstract (sommario):
Dans le cadre d'un projet européen ayant trait à l'injection des thermoplastiques chargés fibres de verre longues, la plastification de ces matériaux dans un ensemble vis-fourreau a été abordée selon deux axes de recherche: D'une part la prédiction de la casse des fibres dans l'unité vis-fourreau, en couplant un modèle de plastification à un critère de rupture des fibres en flexion à l'interface solide/liquide. D'autre part la description des écoulements dans la zone de pompage de la vis en termes de vitesses, cisaillement, trajectoires, distribution des temps de séjour et efficacité de mélange. Nous avons ainsi développé un modèle d'écoulement dans le chenal d'une vis, prenant en compte la véritable géométrie du chenal (courbure et torsion). Parallèlement, dans un ensemble vis-fourreau transparent, nous avons développé une approche originale de visualisation tridimensionnelle des écoulements dans une huile silicone. Les trajectoires simulées et expérimentales sont alors confrontéesFor a European project dealing with injection-moulding of long glass fibre reinforced thermoplastics (LGFRT), plasticizing of these materials in a barrel-screw unit is studied according to two different research axes: On one hand, final fibre length distributions are predicted, directly comparable to experimental ones, coupling a plasticizing model to a fibre breakage criterion at the solid/melt interface. One the other hand, flows in the metering zone of the screw are described in terms of velocities, shear rates, trajectories, residence time distribution and mixing efficiency. We developed first a new model describing flows in the screw channel, which takes into account the real geometry of the channel (curvature and torsion). Secondly, we built an innovative transparent barrel/screw device that gives us the means to visualize and measure the 3D position of a particle moving in a silicon oil, in the screw channel. Finally, simulated and experimental trajectories are compared
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Sobotka, Vincent. "Optimisation thermique du procédé Resin Transfer Molding". Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2094.
Abstract (sommario):
Les matériaux composites structuraux, à renfort continus (fibres longues ou tissés) sont de plus en plus utilisés, notamment dans les secteurs automobiles, aéronautiques, nautiques et sportifs. Le procédé Resin Transfer Molding est un procédé de fabrication de pièces composites adapté aux séries moyennes correspondant de plus en plus à celles rencontrées dans l'automobile. Ce procédé répond en outre aux exigences environnementales de non émission de solvant, le moulage étant réalisé en moule fermé. Cette étude réalisée dans le cadre des Programmes de Recherche et d'Innovation dans les Transports Terrestres (PREDIT) du Ministère de l'éducation nationale associait plusieurs partenaires académiques et industriels. Elle s'est intéressée à la caractérisation thermique des matériaux composites à base de polyester insaturé et de renforts en verre, ainsi qu'à leur transformation. On a ainsi effectué l'analyse expérimentale par mesure in-situ et la modélisation des transferts thermiques dans le procédé. Des modèles nouveaux ont été développés et validés. Une première illustration d'une méthodologie d'optimisation thermique du procédé a été montréeStructural composite materials manufactured with continuous reinforcement (either woven or long fibers) are more and more used, notably in the car industries, aeronautical, nautical and sports domains. The Resin Transfer Molding process is a process of composite part manufacture adapted to average production corresponding more and more to those met in car industries. Besides, this process complies with the environmental requirements of solvent release, molding being achieved in closed mold. This work achieved within the framework of the Programs of Research and Innovation in Ground Transport (PREDIT) of the Ministry of National Education associated several academic and industrial partners. It concerned the thermal characterization of composite materials made of unsaturated polyester and glass reinforcements, as well as their transformation. Experimental analyses were carried out by in-situ measures as well as the modelling of the heat transfer in the process. Some new models have been developed and have been validated. A first illustration of a methodology of thermal optimization of the process has been shown
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Moguedet, Maël Charmeau Jean-Yves Béreaux Yves. "Développement d'un outil d'aide à la conception et au fonctionnement d'un ensemble vis-fourreau industriel application à l'injection des thermoplastiques chargés de fibres de verre longues /". Villeurbanne : Doc'INSA, 2007. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=moguedet.
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Willien, Jean-Luc. "Modélisation surfacique du remplissage de moules en injection des thermoplastiques". Paris, ENMP, 1992. http://www.theses.fr/1992ENMP0338.
Abstract (sommario):
Ce travail presente une modelisation du remplissage de la cavite d'un moule pour l'injection d'un polymere thermoplastique fondu. L'objectif final de cette etude est la realisation d'un logiciel alliant performance et convivialite afin de l'integrer a un code industriel de modelisation de l'ensemble du procede d'injection. Apres une etude bibliographique des differentes facons d'aborder cette modelisation on a choisi de developper une approche a partir d'un ecoulement dans une geometrie que l'on peut decrire par une representation de la cavite au moyen d'une surface mediane en chaque point de laquelle on associe une epaisseur. Par la prise en compte d'hypotheses associees au confinement, on est conduit a l'etude d'un ecoulement moyen sur cette surface mediane que l'on traite numeriquement par une methode couplant des elements et des volumes finis et dont les maillages respectifs sont entrelaces. L'introduction d'une rheologie visqueuse generale, et de la thermique, necessite alors une discretisation dans l'epaisseur afin de coupler les equations de la mecanique de cet ecoulement moyen (localement bidimensionnel) et de la thermique qui reste tridimensionnelle. La qualification du logiciel developpe est effectuee d'abord sur des cas dont une solution analytique est connue pour etudier l'influence des parametres numeriques, puis sur des confrontations experimentales
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Tourneroche, Paul. "Développement de mélanges chargés en poudres d'aluminure de titane pour moulage par injection et applications aéronautiques". Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2057.
Abstract (sommario):
La réduction de l’impact des activités humaines sur l’environnement est au sujet de nombreux programmes de recherche. Ainsi, dans le domaine du transport aérien a été créé le projet Clean-Sky, regroupant les thèmes de recherche associés. La thèse, partie de ce dernier, a pour objectif de réduire l’impact environnemental de la production de composants en alliages avancés à base de Titane. La production actuelle ayant une empreinte écologique non négligeable, un procédé de fabrication alternatif est étudié, il s’agit du moulage par injection de poudres métalliques. La première partie de cette consiste donc en la recherche d’une formulation de mélange optimale parmi les solutions classiques et innovantes. Elles sont triées en fonction de leurs aptitudes, déterminées par caractérisations physico-chimiques, à assurer le bon déroulement de chaque étape du procédé. Un nombre réduit de solution étant ainsi dégagé, il s’agit de passer aux étapes d’injection, de déliantage et de frittage. Plusieurs géométries de pièces sont testées dans chacun de ces cas, afin de valider l’adaptation aux différentes contraintes imposées. Lors de ces trois phases, des analyses physico-chimiques complètes permettent de mettre en avant la ou les formulations les plus aptes à permettre la production de ces composants. Une fois la solution fixée, chaque étape du procédé est optimisées, afin de faciliter le transfert industriel et d’assurer la rentabilité du nouveau processus de fabrication. Ces travaux de doctorat ont permis de mettre en avant deux formulations, répondant aux critères définis en début de thèse. Les étapes de mélange, injection, déliantage et frittage ont été optimisées et le transfert industriel est possibleReducing the ecological footprint of human activities is, today, the aim of most of the research programs. In Europe, the « Clean Sky » project funds research activities to make air transport « greener ». This PhD, being part of it, is about improving production of Titanium Aluminide based components. Nowadays production having a strong environmental impact, an alternative way has been investigated: metal injection molding. The first step of this work was focused on a bibliographic study, to select relevant, common and innovative mixtures to be used in the process. Throughout the process, these mixtures have been tested, physically and chemically analyzed, to get data about the optimal mixture. Several components geometries have been tested, during injection, debinding, and sintering steps. Once the mixture(s) chosen, process’ parameters have been optimized to make industrial transfer easier, and lower its overall cost. The developments achieved during this PhD led to two qualified mixtures, and optimized mixing, molding, debinding and sintering steps
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Benoit-Cervantes, Géraldine. "Rheologie du moulage par injection d'une piece technique en thermoplastique renforce de fibres de verre courtes". Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066024.
Abstract (sommario):
Ce travail de these a permis d'etudier les relations entre le comportement mecanique d'une piece en polybutylene terephtalate sature renforce de fibres de verre courtes, son aspect et les parametres intervenant pendant sa mise en oeuvre. La presence et l'orientation tridimensionnelle du renfort influencent fortement les proprietes mecaniques et la nature des ecoulements mis en jeu pendant la transformation du polymere. Le module d'young doit etre defini en prenant en compte le module de la matrice, celui de la fibre ainsi que la quantite de fibres, leur orientation et leur rapport d'anisometrie ; il depend donc de la geometrie de la piece a mouler. La geometrie de la cavite a remplir, ainsi que la geometrie et la position du seuil d'injection par rapport a la section d'entree, semblent etre des parametres critiques. La technique du moulage incomplet a permis de mettre en evidence un phenomene particulier de remplissage : le flux en jet ; systematiquement associe a la presence de fibres de verre, il est difficile a eliminer pour une geometrie donnee de seuil et de cavite. Il est lie au faible gonflement du materiau, les fibres bloquant la recouvrance elastique de la matiere vierge. La mise au point d'un rheometre experimental, adaptable sur une presse a injection, permet d'etudier en raison de sa conception et de son instrumentation particulieres, le comportement du materiau dans une gamme de vitesse de cisaillement caracteristique de la rheologie de transformation et d'expliquer l'origine du flux en jet. L'utilisation d'une camera thermique a permis la mesure en temps reel du gonflement d'extrudat, ainsi que celle des echauffements mis en jeu pendant la transformation du materiau, dans des conditions de vitesses de cisaillement comparables a celles qui interviennent lors du moulage.
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Ou, Huibin. "Modélisation multi-physiques et simulations numériques du moulage par injection mono et bi matières thermoplastique / silicone liquide". Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2001/document.
Abstract (sommario):
La famille des élastomères silicones LSR (Liquid Silicone Rubber) de haute technicité est identifiée comme celle possédant les plus forts arguments de développement au cours des prochaines décennies en raison de leurs propriétés spécifiques et de leurs facilités de mise en forme en grande série. Notamment, le moulage par injection du LSR sur d’autres matières telles que les thermoplastiques ou les métaux est aujourd’hui possible, ce qui ouvre la possibilité d’obtenir des composants multi-matières, multi-couleurs et de nouvelles fonctionnalités. Cette thèse se concentre sur la transformation des élastomères silicones LSR dans le but de mieux appréhender les phénomènes impliqués, afin d’améliorer les procédés d’élaboration et d’optimiser les conditions de transformation des composants élastométriques mono ou bi-matières à géométrie et propriété fonctionnelle bien définie. Les comportements rhéologique, cinétique et thermique des élastomères silicones ont été étudiés et caractérisés sous des conditions réelles de mise en œuvre par différentes méthodes associées. Un modèle thermo-rhéo-cinétique a été développé et ensuite implémenté dans un code de calcul de remplissage Cadmould® pour simuler le moulage par injection des élastomères silicones LSR ou encore le surmoulage de thermoplastiques. Pour la validation des modèles choisis et des paramètres identifiés, les essais d’injection sur l’outillage industrielle instrumenté ont été réalisés et confrontés à des résultats numériques obtenus. Enfin, la caractérisation de l’adhésion et l’adhérence interfaciale entre les thermoplastiques et les élastomères silicones a été réalisé sous différentes sollicitations complexes. De plus, l’évolution d’adhérence interfaciale des assemblages collés au cours de la vulcanisation des élastomères silicones a été caractérisée par l’essai de traction en utilisant un rhéomètre rotatif sous différentes modes de chauffageThe family of high technology silicone elastomers LSR (Liquid Silicone Rubber) is identified as having the strongest arguments for development in the coming decades due to their unique properties and easy forming in large series. In particular, the injection molding of LSR on other materials such as thermoplastics or metals is possible today, which opens the possibility of obtaining multi-material, multi-color and new features components. The work presented in this thesis focuses on the transformation of silicone elastomers in order to better understand the phenomena involved, as to improve production processes and optimize processing conditions for mono or bi-material components in geometry and property functional well defined. The rheological, curing kinetic and thermal behaviors of silicone elastomers have been studied and characterized under real conditions of production by different methods combined. A thermo-rheo-kinetic model was then developed and implemented in commercial computer software Cadmould® to simulate the injection molding process of LSR or the overmolding process of LSR on to thermoplastics. For the validation of the models chosen and the parameters identified, the injection molding tests on industrial instrumented tools were performed and compared to numerical results. Finally, the characterization of interfacial adhesion between the thermoplastic and silicone elastomers was carried out under various adhesion tests. Moreover, the evolution of interfacial adhesion in thermoplastic/silicone components during the vulcanization of silicone elastomers has been characterized by the tensile test using a rotating rheometer in different heating cycles
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Faucher, Anne-Laure. "Apport de la simulation numérique à la conception des semelages : application à l'injection des semelles en élastomères thermoplastiques et au surmoulage". Saint-Etienne, 2004. http://www.theses.fr/2004STET4021.
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Miled, Houssem Eddine. "Modélisation de l'orientation de fibres induite par l'écoulement et comportement élastique anisotrope à l'état solide". Paris, ENMP, 2010. http://www.theses.fr/2010ENMP0078.
Abstract (sommario):
L'objectif de cette thèse consiste consiste à décrire, en un premier temps, l'orientation des fibres pendant la phase d'injection des polymères renforcés à l'état fondu, et comment, en deuxième partie, cette orientation affecte le comportement à l'état solide. Nous avons listé plusieurs modèles dans cette thèse, et nous avons considéré que l'orientation des fibres est régie par l'équation de Folgar et Tucker. Après le procédé d'injection, nous avons considéré que la pièce a un comportement thermo-élastique linéaire anisotrope. Ce comportement thermo-mécanique est relié à l'orientation des fibres, ainsi que les propriétés thermo-élastiques de la matrice du polymère et des fibres. Et la prédiction de ce comportement a été effectuée par des approches analytiques et numériques. Dans cette thèse nous présentons une comparaison entre ces deux approchesThe ame of this Phd is first to describe numerical techniques to predict fiber orientation during injection moulding of fiber reinforced polymers, and how the resulting part behaves regarding this process induced orientation. Some orientation models were summarized, and one model "Folgar and Tucker's equation" was considered for the description of fiber orientation. After injection process and solidification, our approach consider that the part has an anisotropic thermo-elastic behaviour. This behaviour is linked to the fiber orientation and, matrix and fibers properties. The prediction of this behaviour was carried out numerically and analytically and the two approaches was compared
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Dreyer, Jean-Luc. "Le compactage des matières plastiques en injection assistée par gaz". Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/DREYER_Jean-Luc_2010.pdf.
Abstract (sommario):
L'injection assistée par gaz est un procédé communément mis en œuvre pour économiser de la matière en créant une cavité dans une pièce plastique. Dans des cas d'applications plus complexes, il peut arriver que deux ou plusieurs bulles soient amenées à se rencontrer. Très longtemps cette connexion a été considérée comme impossible. Il se trouve que dans certaines configurations particulières ce phénomène peut être provoqué et est parfaitement reproductible. Cette connexion permet une homogénéisation du champ de pression supprimant ainsi les contraintes internes provoquées par le gradient de pression. Par ailleurs, il devient alors possible de maitriser le retrait de la matière en modifiant simplement la pression d'injection de gazThe gas assisted injection moulding is a process commonly implemented to save material while creating a cavity in a plastic part. In cases of more complex applications, it can happen that two or more bubbles are brought to merge. For a long time, this connection was considered as impossible. In some special configurations this phenomena can be provoked and its perfectly repeatable. This connection allows a homogeneous field of pressure thus diminating internal constraints due to pressure gradient. Besides, it becomes possible to control the polymer shrinkage while modifying simply the nitrogen pressure level
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Hidalgo, Garcia Javier. "Development of binder systems based on CAB for powder injection moulding (PIM) and micro powder injection moulding (µ-PIM) of Zircon and Invar powders". Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2043/document.
Abstract (sommario):
Les contributions de cette thèse de doctorat sont focalisées sur les développements de formulations à base de polymères bio sourcés et déliantable à l’eau basés sur l’emploi d’acétate butyrate de cellulose (CAB) et de polyéthylène glycol (PEG). Ces nouvelles formulations ont été appliquées sur différentes nuances de poudres métalliques (invar) et céramiques (zircones). Ces matériaux possèdent une bonne stabilité dimensionnelle sous une large gamme de température imposée et possèdent de très bas coefficients d’expansion thermique.L’objective est l’étude et la compréhension du comportement des liants à base de CAB et PEG quand ils sont utilisés dans les variantes du procédé MIP (étapes de moulage avec ou sans pression, conditions particulières liées à la micro-injection, …) réalisées avec différentes nuances de poudres et différentes granulométries.Les caractéristiques intrinsèques de chaque CAB, leurs interactions avec le PEG et les poudres, l’influence de la nuance de poudre employée, ainsi que la granulométrie et la morphologie des poudres employées ont été étudiées et analysées en fonction du comportement final de la formulation développé et des taux de charges obtenues.L’homogénéité des mélanges développés, leurs taux de charge critique et maximal, ainsi que leurs comportements mécaniques, thermiques et rhéologiques ont été analysés et investigués par différentes études mécaniques, thermo et physico-chimiques. De nouvelles analyses chimiques et physiques ont été introduites par accroitre les connaissances sur les formulations développées. Les formulations optimales ont été validées pour différentes applications et avec l’emploi de différentes variantes du procédé MIP conduisant à l’élaboration de composants et de micro-composants PIM obtenus sans défauts et possédant d’excellentes propriétés fonctionnelles. L’étape de déliantage ainsi que l’étape de densification ont été optimisées en termes de cinétique et d’atmosphère aboutissant aux propriétés physiques et mécaniques escomptées pour l’ensemble des nuances de poudres considérées dans cette étude.En conclusion, les formulations développés des liants basées sur l’emploie de CAB et PEG sont exploitable au niveau de la recherche et au niveau industriel dans le procédé MIP. Elles apportent des améliorations par rapport aux liants conventionnels grâce à un procédé plus écologique. Cette première contribution représente une avancée significative dans l’émergence d’un procédé MIP plus écologique mais d’autres travaux futurs sont encore possiblesThis PhD Thesis studied the use of binders based on cellulose acetate butyrate (CAB) andpoly(ethylene glycol) (PEG) in different type of materials, including a ceramic, the zirconiumsilicate, and a metallic alloy, the Invar 36. These materials share their low dimensionalstability with temperature with low coefficients of thermal expansion.The scope of this work is the study and comprehension of the behaviour of the mentionedbinder systems when they are employed in different PIM processes and under differentconditions and powder-types. With regard to this matter, different formulations were designedwith several types of PEG and CAB. These formulations were compared with commercialones. The intrinsic characteristics of each CAB were linked with the behaviour of the differentfeedstock also containing PEG and powder particles. The mixtures homogeneity, the optimumand critical solid loading and its flowability were assessed by torque and capillary rheology.Other complementary techniques such as electronic and light microscopy or the measurementof the mixtures densities by pycnometry were carried out to contrast rheology results. Thecompatibility between the feedstocks’ components and their thermal behaviour were analysedby calorimetry and thermogravimetry techniques. These methods were employed by the firsttime to determine the optimal solid loading.The optimal compositions were injected by using low or high pressures or by a micro injectionmoulding process. The debinding and sintering stages were optimised using severalatmospheres. Finally, the physical and mechanical properties of the final consolidated partswere measured.It could be concluded that the studied binder systems based on PEG and CAB presentedsuitable characteristics for PIM, providing improvements with respect to conventional bindersystems and by a more environmental friendly processing. However, that doctoral work wasjust a first approach to the use of these types of binder systems in PIM. Along this workseveral issues were detected and some topics regarding the processing should be furtherinvestigated to obtain the best of these binder systems
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Pierre, Nathalie. "Procédé d'injection-moulage : relations entre la phase de plastification et les propriétés des objets finis". Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10295.
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Riou, Marcel. "Étude de l'effet des colorants sur les propriétés d'un thermoplastique, volume 1 /". Thèse, Chicoutimi : Université du Québec à Chicoutimi, 1987. http://theses.uqac.ca.
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Massé, Hugues. "Couplages thermomécaniques lors de la solidification de matériaux polymères". Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12318.
Abstract (sommario):
Les matières plastiques sont des matériaux qui montrent une variation de volume importante sous l'effet de variations de température, comme le montrent leurs diagrammes PVT. Lors de leur mise en forme par moulage, les pièces polymères peut se contracter au point de décoller des parois du moule. Il en résulte l'apparition d'une résistance thermique à l'interface moule-polymère qui peut modifier notablement à la fois la forme de la pièce et la cinétique de refroidissement. Par ailleurs, le piégeage de contraintes résiduelles lors du refroidissement joue un rôle important quant au respect des spécifications mécaniques de la pièce. Nous résolvons de façon couplée les équations de la mécanique des solides, de la thermique ainsi que l'équation d'État du polymère afin d'appréhender les phénomènes thermomécaniques se développant dans le procédé et de les comparer aux expériences menées en parallèle. L'écoulement du polymère est également modélisé par les équations de Navier-Stokes en utilisant une loi rhéologique d'Ostwald.
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Esposito, Antonella. "Visualization of the flow in a screw / barrel system. Real-time monitoring of polymer / clay mixing". Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0124/these.pdf.
Abstract (sommario):
The addition of nanofillers to molten polymers improves their properties, but if the filler moieties are perfectly desagglomerated, dispersed and distributed into the polymer matrix. Lamellar fillers and their composites recently became quite popular, both in the academic and industrial fields, proposing to chemists and processing engineers new challenges about the quality of mixing. Polymer/clay nanocomposite morphology is difficult to characterize and even difficult describe, mainly because of dispersion and/or distribution problems these materials are prone to. A novel method for the real-line monitoring of the morphological outcomes of polymer/clay mixtures during processing would significantly contribute to the development and commercialisation of such a class of nanocomposites. The objective of this work is to start developing a new technique for morphological characterization which would allow to highlight and understand the mechanisms of dispersion/distribution of the fillers into a viscous medium (molten thermoplastic polymer or uncured thermoset resin) flowing in a geometrically complex system (metering zone of extrusion and injection screw/barrel systems). We slightly modified an experimental tool (Visiovis) previously assembled in the laboratory of the Site de Plasturgie à Oyonnax, particularly interesting thanks to its fully transparent barrel, and we adapted it to the visualization of the mixing of a model macromolecular fluid (PDMS) with some commercial clays previously photo-functionalized by cation exchange processing with a fluorescent moleculeL'addition de nanocharges aux polymères fondus en améliore les propriétés si elle sont parfaitement désagglomérées, dispersées et distribuées dans la matrice. Les charges lamellaires et leur nanocomposites attirent depuis quelque temps une attention croissante, tant de la part du monde académique que de l'industrie, imposant ainsi des critères d'homogénéité du mélange polymère/charges plus stricts et multiéchelle. La morphologie des nanocomposites à base de charges lamellaires est difficile à caractériser et presque autant difficile à décrire, à cause des problèmes de dispersion et/ou distribution. Une nouvelle méthode pour le suivi en ligne des évolutions morphologiques des mélanges polymère/argile lors du procédé de mise en oeuvre pourrait contribuer de façon significative au développement et à la commercialisation des nanocomposites. L'objectif de ce travail est de poser les bases pour le développement d'une méthode de caractérisation morphologique qui puisse mettre en évidence et comprendre les mécanismes de dispersion/distribution de charges dans un milieu visqueux (polymère thermoplastique fondu ou résine thermodurcissable non réticulée) en écoulement dans un système à géométrie complexe (zone de pompage des ensemble vis/fourreau pour l'extrusion et l'injection). Nous avons repris une maquette froide (Visiovis) assemblée auparavant dans le laboratoire du Site de Plasturgie à Oyonnax, présentant l'avantage considérable d'être constituée d'un fourreau entièrement transparent, et nous l'avons adaptée à la visualisation du mélange d'un polymère modèle (PDMS) avec des argiles commerciales préalablement photo-fonctionnalisées par échange cationique avec un fluorophore
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Binétruy, Christophe. "Calcul et validation expérimentale de la perméabilité et prévision de l'imprégnation de tissus en moulage RTM". Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-178.pdf.
Abstract (sommario):
Une méthodologie rigoureuse de calcul des perméabilités et de prévision de l'imprégnation des renforts en moulage rtm est proposée. Elle repose sur l'analyse géométrique de la structure fibreuse dont le but est la recherche de cellules élémentaires. Leur examen détaille fait apparaître deux familles de pores auxquelles deux échelles de longueur sont associées : les volumes inter et intra mèches. Les effets induits par cette hétérogénéité de distribution caractéristique des tissus sur la nature des écoulements qui s'y développent sont observés et modélisés. D'une part le comportement du fluide dans les espaces inter-mèches est déterminé par résolution des équations de Navier-Stokes dans le conduit de moindre résistance à l'écoulement de la cellule, avec les hypothèses relatives à la loi de Darcy. D'autre part, le mouvement du fluide à l'intérieur des mèches est décrit à l'aide de la loi de Darcy tensorielle. Les domaines de compétition entre les processus d'imprégnation par effets visqueux et capillaires sont évalués théoriquement et expérimentalement. Enfin une nouvelle condition aux limites est définie à la surface des mèches. Elle traduit le mode et l'amplitude des interactions entre les écoulements intérieurs et extérieurs aux mèches. Cette méthode de prévision est validée sur des empilements de tissus unidirectionnels et sur une structure multicouches industrielle préformée. Nous avons montré que les mécanismes d'imprégnation décrits avec ces deux familles de volumes se conservent à toutes les échelles d'étude associées aux renforts textiles. Ainsi les résultats précédents ont permis de calculer les réorientations des fronts d'imprégnation dues à la présence de zones d'écoulement préférentiel et de prévoir la génération de porosités. Ces modèles ont aussi servi à la prévision des processus de stabilisation d'écoulement qui se développent entre des régions de perméabilités différentes, et ont permis de comparer les mouvements du fluide au cours des régimes permanent et non-permanent
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Nguyen, Van-Hau. "Characterization and modeling of flax fiber reinforced composites manufacturing by resin transfer molding process". Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10156.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse présente la caractérisation expérimentale de fibres de lins et une modélisation de l’écoulement de résine lors du procédé de Resin Transfer Molding (RTM) utilisant ces mêmes fibres. La variation du diamètre des filaments de lins immergés dans différents liquides tests est caractérisée par observation au microscope. Le taux et la vitesse d’absorption de liquides tests dans les fibres sont ensuite obtenus par centrifugation. Un nouveau modèle de perméabilité est ainsi développé afin de prendre en compte les effets du gonflement des fibres sur la perméabilité quelque soit le liquide test considéré. Le modèle est validé après comparaison avec les perméabilités expérimentales. Les propriétés de mouillage des fibres de lin en présence de différents liquides tests sont mesurées en utilisant un tube capillaire et une mèche de fibres de lin. Un modèle prenant en compte le gonflement des fibres ainsi que le phénomène d’absorption est proposé pour déterminer la tension de surface et l’angle de contact décrivant la mouillabilité. L’écoulement insaturé dans le tissu de fibres de lin est modélisé en utilisant l’équation de conservation de la masse, la loi de Darcy ainsi que les modèles de gonflement et d’absorption précédemment définis. Le flux massique absorbé dans les fibres et la modification du taux local de fraction volumique sont introduits par l’intermédiaire de termes puits dans l’équation de conservation de la masse. La variation de perméabilité spatiale et temporelle non uniforme peut ainsi être considérée dans le modèle complet proposé. Ce modèle est validé par comparaison avec un suivi expérimental de l’écoulement dans une préforme de fibres de linThis thesis presents an experimental characterization of flax fiber and a modeling of the resin flow during the resin transfer molding process with flax preform. The change of diameter of flax fiber filament immersed in different test liquids was characterized using optical microscope. The sorption rate of the resin mass into the fiber filament immersed in the test liquids was also experimentally characterized using centrifuge test. A new permeability model was proposed to predict the permeability taking into account the fiber swell effect, regardless of test liquid and the model was validated by a comparison with the experimental measurement data. The wetting properties of flax fiber in contact with different test liquids were measured by capillary rise test using flax fiber yarn and a new model was established to obtain surface tension and contact angle by considering the fiber swell effect and the liquid sorption into the fiber filament. The unsaturated resin flow in the flax fiber preform was modeled by modifying the conventional mass conservation equation and Darcy’s law in order to take into account the effects of fiber swell and liquid sorption. The mass rate absorbed into the fiber and the change of fiber volume were considered as sink terms in the mass conservation equation. The permeability change due to the fiber swell was modeled in terms of time of fiber’s immersion in liquid. In particular, the sink term and permeability were considered as spatially and temporally non-uniform in the flow model. The proposed model was validated by a comparison with the experimental measurement of flow advancement in the flax fiber preform
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Benali, Samira Maazouz Abderrahim Dupuy Jérôme. "Etude cinétique et rhéologique de systèmes polyuréthanes application au suivi in-situ du procédé RIM /". Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=benali.
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Saint-Martin, Gilles. "Etude typologique des défauts structuraux générés au cours de la mise en forme par injection de composites à matrice polymère thermostable renforcés par fibres de verre courtes". Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1146.
Abstract (sommario):
Ce travail de thèse découle du regroupement de plusieurs équipementiers aéronautiques (Technofan, Microturbo, Liebherr Aerospace) et de laboratoires de recherche (Ecole des Mines d'Albi, Université Paul Sabatier de Toulouse). L'objectif des travaux est de parvenir à la maîtrise de la qualité structurelle de pièces en polyétherimide renforcé par fibres de verre courtes, injectées sous haute pression. Le premier chapitre propose un état de l'art des connaissance scientifiques et techniques relatives au processus d'injection et aux défauts d'ordre structurel. Deux types de défauts sont identifiés comme représentant la majorité des cas rencontrés : les lignes de soudure et les vacuoles. Ces deux familles sont étudiées en détails dans la suite du document. Un déséquilibre notable apparaît entre les connaissances relatives à ces deux types de défauts structurels. Plusieurs outils numériques et expérimentaux sont ensuite mis en place dans le chapitre II. Nous décrivons en premier lieu les méthodes de calcul utilisées dans le logiciel de simulation d'injection Moldflow. Un travail est également mené sur une méthodologie de représentation de l'état d'orientation des renforts au sein des pièces injectées. Le chapitre III correspond à l'ensemble des travaux concernant les lignes de soudure. Nous différencions les lignes de soudure frontales des lignes de soudure adjacentes. Ces dernières présentent de fortes potentialités d'optimisation. Nous étudions en particulier la dépendance de ces défauts par rapport au procédé de mise en forme. Une méthodologie de renforcement des lignes de soudure adjacentes par décalage volumique est également développée. Ces travaux aboutissent à une meilleure connaissance des liens entre le procédé d'injection et les lignes de soudure. Le chapitre IV correspond pour sa part à l'ensemble des travaux concernant les vacuoles. L'étude menee a pour but de proposer des méthodes de prévision et de contrôle de ce type de défaut dans les pièces de forte épaisseur. Des études expérimentales nous éclairent de surcroît sur la morphologie de ces défauts et sur leurs modes de formation. Enfin, plusieurs applications de ces travaux sont proposées. Ils débouchent par ailleurs sur des perspectives scientifiques très encourageantes.