Composite, un nouveau procédé flexible et rapide pour la fonctionnalisation

Composites, Procédés, Automobile

Publié le : 16/01/2025 par Frédérique Mollet

L'atout des pièces composites n'est plus à démontrer et rendre ce produit encore plus innovant est possible grâce à l'intégration de fonctions : IPC fait le point sur les possibilités offertes par l'électronique.

Les avantages des pièces composites renforcées par l’ajout de fonctions innovantes

Les pièces composites présentent de nombreux bénéfices reconnus : résistance mécanique, légèreté, facilité et liberté de mise en forme ou encore résistance chimique. Véritable alternative aux structures métalliques traditionnelles, l’ajout de nouvelles fonctions afin d’accroitre leur valeur ajoutée est une approche prometteuse pour permettre leur déploiement dans de nombreux secteurs industriels. Leur architecture spécifique et les procédés de fabrications associés offrent de nombreuses possibilités pour l’encapsulation de fonctionnalités nouvelles. Parmi elles, les fonctions liées aux interfaces homme/machine présentent un intérêt tout particulier, notamment quant aux surfaces tactiles.

L’intégration intelligente d’électronique

La technologie d’intégration de fonction, développée par IPC dans le cadre de ses travaux sur la fonctionnalisation des composites, ouvre de nouvelles opportunités pour l’intégration d’une fonction électronique au sein d’une pièce composite. Elle offre une solution robuste et flexible pour l’encapsulation d’une fonction d’interrupteur sans contact dans une pièce composite, sans nuire à ses performances mécaniques et en limitant l’impact sur les étapes de mise en forme.

Une technologie breveté

La technologie d’intégration de fonction est brevetée par IPC. Elle repose sur l’emploi du procédé de broderie, permettant le dépôt et la fixation de divers matériaux fonctionnels sur des renforts secs, en particulier des mèches de carbone aux propriétés de conduction électrique. Ces semi-produits fonctionnalisés peuvent par la suite être mis en forme par les principaux procédés composites : infusion, RTM, estampage/surmoulage, etc.

Une mise en œuvre offrant une grande flexibilité

Les principales étapes de la mise en œuvre de la technologie Touche capacitive sont les suivantes :

1. Design : en fonction des performances visées et des contraintes géométriques de la pièce composite finale, le design est adapté. L’approche additive permise par la broderie autorise une grande flexibilité dans le design, avec une minimisation des pertes matière.
2. Broderie sur le renfort : la technologie est intégrée au renfort sec (par exemple un tissu de verre) par broderie d’une mèche carbone selon le design précédemment défini. L’interconnexion de cette touche est également fixée par broderie de fil conducteur. Les paramètres de mise en œuvre de la broderie sont optimisés afin d’assurer la robustesse du semi-produit.
3. Mise en forme du renfort fonctionnalisé : le renfort est finalement mis en forme par un procédé composite classique (par exemple par infusion) afin de fabriquer la pièce finale. La touche capacitive est de cette manière encapsulée dans le volume de la pièce composite, ce qui la protège des agressions extérieures sans impacter sa fonctionnalité.

Connexion au dispositif de contrôle électronique

La technologie ainsi intégrée au sein de la pièce composite peut être connectée au dispositif de contrôle électronique permettant de lui faire remplir une fonction précise : allumer / éteindre un éclairage, déclencher l’ouverture d’une porte, etc. A ce titre, cette technologie s’applique indistinctement à l’ensemble des marchés dans lesquels des interfaces tactiles sont recherchées : transport (terrestre, aérien, naval), construction, énergie… De plus, l’architecture de la technologie peut également être employée à la réalisation de capteurs spécifiques.

Les avantages de cette technologie

De ce fait, les avantages de cette technologie sont nombreux :

• La technologie est structurellement intégrée dans la pièce composite, ce qui la protège de l’environnement extérieur et ainsi assure sa robustesse
• Le procédé de broderie offre une grande flexibilité de design de la touche capacitive
• L’intégration de la technologie est réalisée sur le tissu sec, permettant de dissocier la fonctionnalisation du renfort et sa mise en forme ultérieure. Ceci facilite la gestion du flux de production par la réalisation indépendante de semi-produits
• La technologie est compatible avec les principaux procédés de mise en forme des composites, ainsi qu’avec la majorité des résines TD et TP
• L’intégration de la technologie par broderie peut être avantageusement combinée avec l’intégration d’autres fonctions à l’aide du même procédé, par exemple de systèmes d’éclairage, de systèmes chauffant… Le même tissu sec peut ainsi être le support de plusieurs fonctions interconnectées permettant ainsi de créer localement des systèmes mécatroniques et d’augmenter la valeur du produit à travers l’ajout de fonctionnalités.

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