Polymères renforcés de fibres obtenus par fabrication additive

Depuis une vingtaine d’années, la recherche dans le domaine de la fabrication additive s’est intensifiée. L’impression 3D suscite un intérêt grandissant chez les industriels grâce à sa capacité à fabriquer les pièces aux formes complexes, à moindre coût, tout en optimisant l’utilisation de la matière. De ce fait, de nombreuses applications voient le jour aujourd’hui dans des secteurs variés tels que l’aérospatial, automobile, biomédical ou encore l’architecture. Diverses technologies de fabrication additive existent actuellement dont le dépôt de fil fondu.

L’utilisation de thermoplastiques pour la fabrication additive par dépôt de fil fondu constitue l’une des principales faiblesses du procédé. En effet, ces polymères présentent des caractéristiques mécaniques bien inférieures aux matériaux traditionnels. Ainsi, dans le but de concevoir des pièces à hautes caractéristiques mécaniques par impression 3D, les recherches à propos des polymères renforcés de fibres se sont intensifiées. L'intégration de fibres dans le polymère a pour objectif de renforcer les propriétés mécaniques du thermoplastique.

Cette ressource présente les deux types de polymères renforcés obtenus par dépôt de fil fondu : les polymères renforcés de fibres courtes (SFRP) et longues (CFRP). Les matériaux utilisés, les procédés de fabrication et les problématiques inhérentes à chaque type de composite y sont décrits. Enfin, du fait de leur probable application industrielle, nous aborderons la complexité du comportement de des polymères renforcés de fibres longues encore à l'étude par les chercheurs.

Contenu de la ressource :

1. Polymère renforcé de fibres courtes (SFRP)
   1. Le matériau
   2. Fabrication
   3. Problématiques liées aux SFRP
   4. En résumé : SFRP
2. Polymère renforcé de fibres longues (CFRP)
   1. Le matériau
   2. Fabrication
   3. Problématiques et bénéfices liés aux CFRP
   4. En résumé : CFRP
3. Le CFRP : un comportement complexe
   1. Une rigidité directionnelle
   2. Des mécanismes de ruptures non conventionnels
   3. Comportement en fatigue
4. Conclusion
5. Glossaire