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Composites : l'automatisation s'attaque au placement de fibres

Alexandre Couto

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Composites : l'automatisation s'attaque au placement de fibres

Coriolis se sert de cette unité de dépose à plat de thermoplastiques pour ses travaux de R&D.

© Coriolis Composites

Afin de gagner en rapidité et en précision, la fabrication des pièces en composites s’automatise. Mais les robots traditionnels nécessitent des adaptations pour optimiser les trajectoires de dépose lors de l’étape du placement de fibres.

Enjeu majeur pour une filière qui s’est longtemps reposée sur des procédés essentiellement manuels, l’automatisation accompagne la montée en cadence de la production de pièces en composites. Dans l’automobile et l’aéronautique, les équipementiers déploient des îlots robotisés. Très spécifiques, les robots AFP (automated fiber placement) sont mis au point pour le placement de fibres. Cette étape réalisée en début de chaîne consiste à déposer sur une surface des couches de fines bandes de préimprégnés (un renfort fibreux enduit de résine ou de fibres sèches) pour produire des préformes. Les propriétés mécaniques de la pièce en matériaux composites dépendent de la disposition des fibres. « C’est une opération très délicate, car le moindre défaut de placement peut créer des fragilités dans la pièce finale, explique Yannick Amossé, le responsable de l’équipe Procédés, matériaux, composites à l’IRT Jules Verne. Les fibres ne doivent pas se superposer, et le jeu entre les bandes doit être minime. La précision de dépose est essentielle. »

Parvenir à une précision de deux dixièmes de millimètres

Une tâche sur mesure pour les robots, donc ? Pas si sûr. Elle nécessite en effet d’effectuer de nombreuses adaptations sur les robots polyarticulés traditionnels pour pouvoir les utiliser dans ces applications. « Les bras robots ne sont au départ pas assez précis pour atteindre les spécifications voulues dans le secteur aéronautique », constate Damien Poyard, le responsable de la division machines de haute précision chez Fives. Si les robots sont très efficaces dans les tâches de manipulation, où ce sont les points de prise et de dépose qui comptent, ils ne sont pas conçus pour suivre des trajectoires avec précision, soulignent la plupart des intégrateurs de solutions AFP. « Lorsque l’on demande à un robot traditionnel de suivre une ligne, il affiche généralement une précision de huit dixièmes de millimètres, alors que le cahier des charges de l’aéronautique impose deux dixièmes de millimètres. Nous devons rendre le robot quatre fois plus précis », explique Damien Poyard.

Même constat chez Coriolis. Cette pépite française, qui travaille surtout avec des structures de bras 6 axes Kuka, modifie la motorisation du robot et y ajoute une commande numérique Siemens. « Nous faisons de la robotique de process. La conception[…]

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