Influence de cycles de cuisson rapides sur le préimprégné aéronautique M21/T700 : suivi de polymérisation et propriétés mécaniques

Influence of fast curing cycles on aeronautical prepreg M21/T700: polymerization control and mechanical properties

¹ Université de Toulouse; Mines Albi; ICA (Institut Clément Ader), Campus Jarlard, Route de Teillet, 81013 Albi Cedex 09, France
e-mail : christophe.paris@mines-albi.fr; gerard.bernhart@mines-albi.fr; oliver.dealmeida@mines-albi.fr
² Université de Toulouse; Université Paul Sabatier; ICA (Institut Clément Ader), 133C Avenue de Rangueil, B.P. 67701, 31077 Toulouse, France
e-mail : philippe.olivier@iut-tlse3.fr

Reçu : 19 Septembre 2011
Accepté : 1 Février 2012

Résumé

La cuisson rapide de préimprégnés est une problématique d’actualité qui traduit les nécessités de rentabilité dans l’industrie aéronautique. Afin de proposer des cycles courts de polymérisation applicables sur une installation de thermo-compression dotée d’un système d’outillages chauffés par induction (technologie Cage System^® de la société Roctool), le comportement thermocinétique de la matrice M21 fournie par Hexcel Composites France a été étudié pour des conditions de chauffes variables. Du fait de la chimie complexe de ce type de matrice, la notion d’enthalpie totale de réaction est discutée, fonction de la fusion des particules thermoplastiques (polyamides) présentes dans la matrice. Les diagrammes Temps Température Transformation ont permis de proposer un cycle court et les empilements de M21/T700 élaborés selon ce cycle présentent une réponse DMA similaire à celle obtenue sur des échantillons cuits en autoclave selon le cycle recommandé par le fournisseur.

Abstract

The increase of composite content in aerospace structures implies an improvement of profitability through high curing processes. The Cage System^® technology from the Roctool company enables high curing rates thanks to induction heating system and water cooling channels. The M21 resin from Hexcel Composite France has been first characterized for such curing solicitations and implies different calculations of the enthalpy of reaction, depending on the melting of the polyamids particules of the resin. Time Temperature Transformation diagrams have been set up to build short curing cycles of M21/T700 composites comparing to autoclave cycle recommended by the material supplier. DMA results put in relieve good agreement of the degree of cure.