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En tant que fournisseur et partenaire de développement d’applications composites intégrant des polyuréthanes, résines époxy et thermoplastiques, BASF a été présent à l’édition 2014 du « JEC Composites Show » qui s’est tenu du 11 au 13 mars à Paris. Ce salon est considéré comme l’un des rendez-vous majeur des professionnels du monde entier dans le domaine des matériaux de spécialité.

Allègement automobile

 Le baquet de siège de la BMW i3 est fabriqué en fibres de carbone combinées à une matrice PU
Pour fabriquer le baquet de siège arrière autoporteur de la BMW i3, le sous-traitant automobile F.S. Fehrer Automotive a opté pour le système polyuréthane Elastolit® de BASF. L’excellence de son produit a été récompensée par l’un des trophées SPE dans la catégorie « aménagement intérieur » en 2013. Pour la première fois, un véhicule de série est équipé d’un siège composé de matériaux en fibres de carbone en combinaison avec une matrice polyuréthane. Le composant intègre toute une série d’accessoires, notamment un réceptacle porte-gobelet et une tablette de rangement, de sorte que plusieurs opérations d’assemblage sont désormais supprimées tout en procurant un d’allègement supplémentaire. La résine Elastolit de BASF se caractérise par une plage de transformation étendue ainsi qu’une résistance élevée à la fatigue et une bonne résistance au choc. Même si leurs parois ne font que 1,4 millimètre d’épaisseur, les pièces exposées à la collision remplissent malgré tout les normes de sécurité strictes définies par BMW grâce aux propriétés spécifiques du matériau,

 La technologie T-RTM basse pression à la clé d’une coopération entre Mahr et BASF
Depuis un certain temps, le fabricant de machines Mahr Metering Systems développe conjointement avec BASF des matériaux et des systèmes pour la technique de moulage T-RTM (par transfert de résine thermoplastique). Au salon JEC, Mahr a exposé un premier prototype de tête mélangeuse autonettoyante. Ce dispositif innovant fait partie d’un concept de machine de transformation de polyamide réactif par une technologie RTM basse pression très économique. L’objectif est de développer un système automatique robuste capable de traiter de grands volumes de production, mais avec des cycles courts.

En même temps, BASF a optimisé ses premiers polyamides réactifs pour ces cycles de production rapides plus rentables. Il s’agit de systèmes à deux composants à base de caprolactame, d’additifs spécifiques et de fibres aux dimensions appropriées. Ils ont pour particularité de posséder une basse viscosité et une longueur d ‘écoulement plus grande que d’autres résines réactives, ce qui en fait des solutions de prédilection pour la technologie RTM basse pression. A travers cet effort commun, les deux sociétés espèrent faciliter le lancement sur le marché du polyamide 6 à polymérisation anionique – pour la future production en série de composants structuraux en composite thermoplastique.

 Les sports nautiques à la pointe de l’innovation : infusion sous vide de polyamide et prototype de montant central en moulage RTM haute pression
BASF a exposé en commun avec le designer industriel munichois Jan Haluszka, un canoë-kayak destiné à démontrer que la technique d’infusion sous vide (VARI) peut être utilisée pour la fabrication de pièces composites thermoplastiques à partir de systèmes thermoplastiques réactifs. Avec une longueur de plus de 2,6 mètres, l’embarcation présentée est l’une des plus grandes pièces jamais produites par infusion sous vide à partir d’un polyamide réactif. Grâce à une dépression de 0,9 bar, il a été possible de mouler la pièce en 60 secondes seulement en faisant appel au système bi-composant basse viscosité. L’étude de faisabilité a démontré que la technique d’infusion sous vide pourrait effectivement constituer une option dans le développement de composites thermoplastiques de grandes dimensions à partir de systèmes polyamides réactifs.

Un autre exemple de réalisation par moulage RTM haute pression a été exposé conjointement par Volkswagen et BASF. Il s’agit du premier prototype composite renforcé par fibres fabriqué à l’aide d’un système polyamide réactif. La pièce en question - un renfort de montant central - est 36 % plus léger que la version en acier produite actuellement.

Énergie éolienne

 Enroulement filamentaire et pultrusion : deux technologies au service de la production de pales de rotor grâce à un nouveau système époxy et résine polyuréthane
Au salon JEC, BASF a présenté deux nouveaux matériaux utilisables dans les processus de fabrication de composants pour la production d’électricité éolienne. Les segments d’emplanture des pales de rotor peuvent être fabriqués en faisant appel à la technologie d’enroulement filamentaire. Le système Baxxodur® 6100 proposé par BASF constitue une nouvelle référence époxy répondant aux exigences spécifiques de cette technologie : homologué par l’autorité de normalisation allemande German Lloyd, le système possède de bonnes caractéristiques d’imprégnation et un temps de prise permettant la production de pièces de grandes dimensions. En simplifiant le processus de production de très longue durée des pales de rotor, la technologie d’enroulement filamentaire fait baisser les coûts de fabrication.

Pour assembler fixement l’emplanture de la pale de rotor sur le moyeu de l’éolienne, il est possible d’utiliser un composant pultrudé en résine polyuréthane Elastocoat® C6226-100 renforcé par fibres. BASF a développé cette résine avec son partenaire danois Fiberline Composites A/S pour produire des tiges pultrudées. La pultrusion est une technique offrant un meilleur alignement des fibres et une incorporation en ligne d’un insert métallique fileté. Elle permet d’obtenir une haute qualité de production constante et des pièces extrêmement stables. Par ailleurs, il est possible de réduire le nombre d’étapes de transformation dans la production, ce qui raccourcit les cycles de fabrication et les coûts de matériau. La pièce pultrudée fabriquée à partir d’Elastocoat et le segment d’emplanture de 12 cm d’épaisseur en Baxxodur renforcé par fibres de verre seront tous deux exposés au stand BASF.

 Une maquette de pale d’éolienne pour illustrer la profusion de solutions signées BASF
BASF a mis également en vedette une section transversale de la pale de rotor d’une éolienne pour illustrer toute l’étendue de la gamme de produits et de solutions proposés au secteur éolien – du système de résine époxy Baxxodur à la mousse structurelle en PET (polyéthylène téréphtalate) Kerdyn® en passant par le système de gel coat RELEST® et l’adhésif polyuréthane semi-structurel Elastan®. La mousse PET assure une stabilité à toute épreuve même exposée à des charges statiques et dynamiques. C’est la principale raison pour laquelle elle est utilisée à l’intérieur des pales de rotor. Certifiée par German Lloyd, Kerdyn est disponible dans des densités de 80, 100 et 115 kg/m³. Hormis dans l’industrie éolienne, la mousse PET est également utilisée dans les transports, le bâtiment et la marine.

La maquette de pale de rotor se partagera la vedette avec une semelle de longeron – fabriquée avec des fibres de carbone imprégnées de résine Baxxodur. En raison de leur solidité et de leur rigidité, ces semelles de longeron sont de plus en plus répandues dans les pales de rotor de grandes dimensions. Pendant le processus d’infusion, le système Baxxodur assure une imprégnation complète et rapide des couches de fibres de carbone.

Dans l’ensemble, la gamme proposée par BASF regroupe une grande variété de systèmes de résine époxy et de durcissants totalement en phase avec la tendance actuelle à l’agrandissement des pièces et à la multiplication des processus de production. Les transformateurs font appel à des durcissants spéciaux appelés durcissants latents pour accéder à des durées de cycle beaucoup plus longues tout en réduisant simultanément le temps de production nécessaire de près de 30 %.

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