Development and optimization of the tufting process for textile composite reinforcement

Dans plusieurs industries, les composites 3D sont largement utilises pour fabriquer les pieces composites epaisses et complexes. La technologie de piquage permet de lier des renforts secs ensemble ou de renforcer les composites dans l’epaisseur grâce a des fils structuraux. Cette these est consacree au developpement de cette technologie et a l'analyse de l'influence des parametres de piquage sur les comportements de preformage et les proprietes mecaniques de la preforme et du composite piques.Le procede de piquage est decrit dans la these. La configuration d'equipement est concue pour realiser ce procede. Les parametres de piquage peuvent etre controles par l'utilisateur. L’influence de la profondeur de piquage sur les proprietes mecaniques des 3D preformes renforcees par le piquage est analyse. Des 3D echantillons composites sont piques avec des profondeurs de piquage variees. Les resultats d’essais mecaniques en traction et l’analyse microscopique sur la section transverse de l’eprouvette montrent que la profondeur influence fortement les performances mecaniques des composites. Le controle de ces parametres est indispensable pour optimiser l’utilisation du piquage et ameliorer les proprietes des renforts assembles. Les comportements de preformage du renforcement pique dans le procede d'emboutissage hemispherique sont aussi analyses. L'influence des fils de piquage sur l’avalement des plis, le glissement entre les couches et le phenomene de plissement lors de la formation est demontree. De plus, les orientations du fil de piquage ont affecte les resultats de formage, qui ont conduit a un defaut de desalignement dans la zone ou le cisaillement dans le plan est fort.