Tests de charge (résistance) pour le développement d’un produit

Tests de charge (résistance) pour le développement d’un produit

Nous avons réalisé avec l’entreprise Cousin Trestec des tests sur des prototypes imprimés en 3D, afin de tester différentes formes et matières pour la conception d’un nouveau produit. 

L’entreprise Cousin Trestec est située à Wervicq-Sud, à 30 minutes de Lille. C’est un fabricant de cordages et de tresses textiles innovants. Avec une expérience de près de 170 ans, Cousin Trestec est l’expert technique et professionnel incontournable dans le domaine sportif et industriel. Ses clients sont dans différents domaine tel que le sport (nautisme, escalade, spéléo, randonnée, alpinisme, parapente, kitesurf…), la sécurité (travaux grande hauteur, secours, manutention, évènementiel…) et les applications industrielles (offshore, levage, automobile) et militaires, Cousin Trestec est la référence sur le marché du cordage.

En plein développement d’un nouveau produit, ils avaient l’ambition de réaliser des tests de points d’ancrage imprimés en 3D. Ils souhaitaient découvrir les capacités offertes par l’impression 3D et les différents matériaux utilisables, et surtout leur résistance.

Nous avons accepté le challenge avec plaisir ! L’objectif était a priori hors limite car  la pièce devait être capable de résister à une traction de 7,5 tonnes : bien trop élevée pour une pièce imprimée en 3D. Mais nous étions tout de même curieux de savoir jusqu’à quel poids nous pourrions aller, et surtout avec quel filament.

 

LES PIÈCES IMPRIMÉES

sens d'impression sur le plateau de la PRO 430

La première en nylon, renforcé en fibre de verre : PA – GF
(au milieu sur la photo)

 

La seconde en nylon, renforcé en fibre de carbone : PA – CF ; avec impression sur la même face que la PA – GF. (Horizontale)

La troisième également en PA – CF , mais imprimée sur une face différente. (Verticale)

    PA-GF & PA-CF (Horizontale) – en vert la surface   d’impression

PA-CF (Verticale) (à droite) – en vert la surface d’impression

La pièce est disposée de sorte à ce que les lignes d’impression soit perpendiculaire au sens de la force de traction. Il faut imaginer que cette pièce soit accrochée et tirée par des cordes.

Ici, la pièce est disposée de sorte à ce que les lignes d’impression soient parallèles au sens de la force de traction

LES CARACTÉRISTIQUES D'IMPRESSION

  • Côté réglages pour l’impression, nous avons fait le choix d’un remplissage linéaire à 50%. L’objectif était de ne faire varier qu’un élément à la fois, et le sens d’impression nous paraissait suffisant pour ce premier lot de test. 
  • Les épaisseurs de couches (0.2mm) sont identiques, ainsi que tous les réglages. 
  • Une température de 265°C pour la buse était nécessaire pour imprimer ces matériaux, le plateau, quant à lui, avait une consigne de 70°C. Vitesse d’impression 40 mm/s, soit un peu plus de 18 heures par modèle.
 

LES TESTS DE TRACTIONS

Nous nous sommes rendus chez Cousin Trestec afin de réaliser les tests avec Gauthier Mahault, ingénieur R&D, et Karim Benfouzari, technicien en bureau d’étude. Après avoir attaché les pièces avec une corde, nous avons utilisé un banc de traction pour mesurer quel poids chacune d’entre elles pourrait supporter. 

PA - GF : 1060 kg

La pièce a craqué à 1min20, elle s’est fissurée de l’intérieur.

PA - CF (Horizontale) : 1300 kg

Les 2 premiers tests ont été inconcluants : la machine s’est arrêtée dû au glissement de la corde. Au 3ème essai, la pièce s’est fissurée de l’intérieur, au même niveau que la PA-GF.

PA - CF (Verticale) :
1450 kg

La pièce a craqué à 1m56. Contrairement aux deux premières, celle-ci s’est complètement cassée en deux, au niveau des vis. 

Nous savions déjà que nos pièces imprimées en 3D ne pourraient pas supporter le poids attendu (7,5 tonnes), mais nous étions surpris de la résistance. Nos pièces ne seront donc pas utilisées pour ce produit-là, mais nous savons maintenant que nos filaments pourraient être utilisés pour d’autres projets à traction moins élevée. C’est aussi un apprentissage pour Cousin Trestec qui a pu prendre en compte ces informations pour le développement des nouvelles versions.

Les tests en vidéo :

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Le client
Cousin Trestec Situé dans le Nord de la France, Cousin Trestec est spécialisé dans la fabrication de cordages et de tresses textiles innovants. Avec une expérience de près de 170 ans, l’entreprise est l'expert technique et professionnel incontournable dans le domaine sportif et industriel.