Structures sandwich et composites pour instruments astronomiques

[Lblanc]

pas de mousse, c'est du balsa de partout.

pour les piece plates c'est du caviard à travailler.

les triangles sont en 3mm

les 2 parties du barillet en 10mm + renfort 3mm pour la partie accueillant les triangles.

le tube est en 5mm (et là c'est chaud les marrons!!!, je pense qu'il vaut mieux prendre du 2.5 et en mettre 2 couches ou alors trouver du nida. parce que à cintrer c'est pas evident avec des morceau assez grands) mais bon on y arrive, il faut juste prendre son temps, pas paniquer, et puis bruler un cierge, ou 2...

enfin de comte mon tube est tip top, tres rond, et tres rigide.

 

les colliers sont en 10mm, 4cm de large, avec les renforts en 3mm sur les cotés.

 

il me reste encore quelques bricoles à faire.

(par contre il y a un paquet d'heures de taf la dessus! et c'est pas fini)

 

 

quelques infos de poids:

 

le barillet complet avec la visserie = 540 gr (hors miroir... il est pas en mousse de carbone, lui...)

 

1 colliers complet = 170 gr

 

le tube de 305mm de diamètre pour 1m10 de long, avec l'araignée (sans le miroir secondaire = 2650 gr

 

le miroir de 254mm = 3250 gr

le secondaire de 70mm petit axe = 200 gr

 

le focusser = 640 gr

 

soit le tube complet avec colliers = 7 kilos 620 grammes

 

il me semble que le tube d'origine pèse 13,5 kilos, sans les colliers. (a vérifier)

Modifié 14 août 2010 par Lblanc

[JMBeraud]

Du balsa, génial, très bon choix, ça a effectivement dû être chaud en 5mm, je veux bien te croire...

Et pour le nombre d'heures passées aussi je veux bien te croire, tu as stratifié quasiment tous les champs...Sur le prochain, usine simplement les bords et tu stratifie par dessus (avec une pompe à vide c'est mieux), comme ça plus de champs...

En tout cas je trouve le résultat spectaculaire, encore félicitations, resteent deux trois bricoles mais surtout la première lumière .

Pour la masse totale je ne me rends pas compte, mais je pense que cela doit faire un gain par rapport au même gabarit en métal, mais surtout tu as une MAP qui ne bronchera pas...

 

JMarc

 

EDIT: nos posts se sont croisés, à oui quand même, tu as divisé le poids par deux!

[JMBeraud]

Supports triangles terminés ! C'est du costaud...

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[Phil Vaillant]

Jolies pièces tout ca

[JMBeraud]

Merci.

 

Triangles terminés.

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[JMBeraud]

Les nida alu sont usinés, et les peaux inférieures découpées. Prochaine étape, la préparation des inserts et stratification des peaux supérieures.

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[dob300]

Waou ! le boulot

 

Je n'avais jamais vu des lingots de carbone (supports des triangles) et ton banquier il en pense quoi, faut les échanger contre des vrais, en or, les tiens sont beaucoup plus transportables

 

Jean PIerre

[JMBeraud]

Bonsoir Jean-Pierre,

 

et ton banquier il en pense quoi

 

Il en pense qu'il préfère que je le fasse ce bousin plutôt que je l'achète !

[david95]

Bravo pour cet exposé! Très intéressant et instructif. :)

 

Inserts (auteur JM Beraud)

 

Il existe plusieurs types d ‘inserts. Ces pièces mises dans le sandwich permettent d’assurer différentes fonctions telles que des assemblages vissés. Il existe des inserts en thermoplastiques mais nous préférerons les inserts métalliques plus faciles à trouver ou même à se faire soi même. Quelques exemples :

 

 

 

 

 

Les pièces ci-dessus ont l’immense avantage de se trouver en grande surface ou magasin spécialisé de bricolage. La résistance à l’arrachage de ces inserts est fonction de leur forme, diamètre, etc, mais peut être assez grande si ces pièces sont utilisées à bon escient.

Par exemple, et ceci est vrai spécialement pour les sandwichs avec âme en mousse, il est préférable d’insérer ces pièces dans des « blocs » à intégrer dans l’épaisseur du sandwich, afin que les efforts sur l’insert soit repris sur une âme plus résistante à l’arrachement, et sollicite les peaux sur une surface importante. Ces « blocs » pourront être par exemple en bois (pin, balsa, voir photo). L’insert pourra être collé, le bloc étant lui aussi collé à l’âme.

Un insert ne doit pas être mis tel quel dans l’âme surtout lorsque celle-ci à un module de cisaillement hors plan faible (cas des mousses).

Il est aussi possible d’insérer une pièce avec un épaulement important sous une peau et faire traverser une partie plus fine de l’autre coté de l’âme. Cette méthode est possible mais ne doit être utilisé que lorsque l’on connaît le sens de l’effort. Celui-ci devra évidemment s’appliquer de telle façon à solliciter l’épaulement en compression sur la peau. Dans le cas de forces tantôt en compression sur une peau, tantôt sur l’autre, il existe des pièces ressemblant à des « vis de reliure » (à chercher sur les moteurs de recherche).

 

Le must, pour les plus courageux, reste bien-sûr de se faire ses inserts en Alu sur mesure en fonction de l’épaisseur de son âme et de ses peaux, et de l’anodiser si utilisation de carbone (voir corrosion galvanique ci-dessous).

 

Peux tu donner un exemple de poids pour un tube que tu as réalisé ?

 

Je n'ai pas très bien compris comment les filetages sont crées dans cette matière composite. Peux tu être plus explicatif (schéma, photos...) sur la partie des "inserts"?

 

david

Modifié 22 septembre 2010 par david95

[JMBeraud]

Bonsoir David,

 

Peux tu donner un exemple de poids pour un tube que tu as réalisé ?

 

Je n'ai pas pesé, mais il faut compter, pour les tubes tels que fabriqués ici, c'est à dire nida et une couche de tissu sec 300g/m² par face + résine, environ et au maximum 1Kg/m² de matière de tube.

Soit:

- pour un tube de 90mm de diamètre et 500mm de long: 0.09x3.14x0.5x1=140gr

- pour un tube de 200mm de diamètre et 1 m de long: 0.2x3.14x1x1=600gr

- pour un tube de 400mm de diamètre et 1.6m de long: 0.4x3.14x1.6x1=2Kg

 

Je n'ai pas très bien compris comment les filetages sont crées dans cette matière composite. Peux tu être plus explicatif (schéma, photos...) sur la partie des "inserts"?

 

Il y a déjà des photos de types d'inserts dans le post, mais voilà des shémas qui peuvent encore éclairer le principe. Je posterai des photos de ce que je suis en train de faire quand j'aurai trouvé une heure pour le faire...

 

 

Bonne soirée,

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[david95]

Bonsoir David,

 

 

 

Je n'ai pas pesé, mais il faut compter, pour les tubes tels que fabriqués ici, c'est à dire nida et une couche de tissu sec 300g/m² par face + résine, environ et au maximum 1Kg/m² de matière de tube.

Soit:

- pour un tube de 90mm de diamètre et 500mm de long: 0.09x3.14x0.5x1=140gr

- pour un tube de 200mm de diamètre et 1 m de long: 0.2x3.14x1x1=600gr

- pour un tube de 400mm de diamètre et 1.6m de long: 0.4x3.14x1.6x1=2Kg

 

 

 

Il y a déjà des photos de types d'inserts dans le post, mais voilà des shémas qui peuvent encore éclairer le principe. Je posterai des photos de ce que je suis en train de faire quand j'aurai trouvé une heure pour le faire...

 

 

Bonne soirée,

JMarc

 

merci pour ces explications

 

 

une dernière question:

Lors de la réalisation d'une pièce en composite, à quelle étape l'insert est introduit (afin qu'il soit bien fixé bien sur)?

Peut être tout simplement à la fin de la réalisation.

[JMBeraud]

Par composite, je pense que tu fais allusion aux sandwichs. Je crois que c'est expliqué dans le passage que tu as mentionné plus haut.

 

Pour faire simple:

- dans tous les cas il faut préparer l'âme, soit en insérant quelque chose (tasseau de bois, balsa etc), soit en noyant la zone où sera mis l'insert par de la résine chargée

- on a alors deux solutions:

- faire les peaux et faire un perçage par la suite au travers de l'ame préalablement préparée

- mettre l'insert puis mettre les peaux par dessus

 

Ceci amène aux figures ci-dessus.

 

Si tu fais mention de "plaques" monolithiques, donc sans âme, pas sandwich donc, on ne parle plus d'inserts, et on peut considérer que cela se comportera comme une tôle, donc à percer, etc (pas tarauder bien sûr). Le collage est aussi un choix possible.

 

JMarc

[JMBeraud]

Bonsoir,

 

J'ai trouvé un peu de temps hier pour avancer l'étage supérieur du barillet. Il est pratiquement terminé, il reste à y mettre les inserts supports des barres et à y coller les équerres comme montré sur la conception.

 

 

Cette pièce est à mon sens largement surdimensionnée mécaniquement pour ce diamètre de miroir, disons que j'ai mis le paquet pour ne pas avoir à m'en vouloir de ce coté là...

Si un jour je passe à la construction de plus gros (...) je sais que je pourrai reprendre les mêmes bases.

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[François82]

Tout simplement impressionnant par la qualité du travail obtenu

 

Bravo

[JMBeraud]

Merci François.

 

Les inserts rotules n'ont plus qu'à être collés dans les logements précédemments préparés et associés avec leurs pièces (triangles, barres).

 

Montage à blanc:

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[astroperenoel]

Salut tous.

 

Je fais profiter aux lecteur de WA le résumé fait du salon JEC-composite:

 

Je m'en reviens don du salon du composite porte de Versailles.

A la base, c'est donc un salon pro (mais gratos pour les étudiants) qui est exclusivement axé sur le hi-tech plastic/fibres/liants et process.

Tout un hall rien que pour ça pourrait-on dire...Et bien le domaine mérite bien ça.

Encore une fois, pour ce genre de salon "internationaux", l'anglais parlé est de rigueur!

 

On rentre tout de suite dans le vif avec un mât pure carbone, je vous laisse mirer:

 

 

De la grosse machine pour la découpe de tissus:

 

 

 

La grande mode, c'est le lin, son coef de dilatation est quasi-nul d'où intérêt à en tisser partout en complément d'un autre tissu technique et d'un liant, voici un rouleau et des applications:

 

 

 

Un petit clin-d'oeil astro avec le tube jaune dont il ne faut pas parler mais qu'on en parle quand même!

 

 

Ce qu'il faut noter c'est la tendance "bio" des fibres techniques et des liants, on parle de lin, mais il y a aussi la fibre de bambou, la fibre de basalte, le liant amidonné, glucose et autres colles et résines "naturelles" (à ce sujet, en Picardie, ils sont assez en avance sur le sujet).

On parle aussi de nid d'abeille en papier (Pays-bas) et de recyclage de plastics usagés.

 

On retient donc:

 

-le prix des boissons un brin excessive,

-la diversité souvent peu soupçonnée des domaines d'utilisation des composites,

-la très haute technicité de ces matériaux et leurs usages les plus intensifs (spatial, aero, auto, militaire, génie civil, etc.)

-le cout, de plus en plus maitrisé,

-l'Europe est toujours un peu en avance sur tout le monde, l'Allemagne en tête,

-Catia et Solidworks ont un module composite dédié exprès,

-il y a souvent des bonbons sur les stands, je n'ai pas eu mes mains dans mes poches souvent....

 

Voilà :wink:

[JMBeraud]

Bonsoir tout le monde,

 

Quelques nouvelles du projet en cours. Les heures sont difficiels à trouver, mais j'en ai trouvées deux perdues le week-end dernier pour avancer un peu, ça me tardait...

Je m'attelle à finir le barillet, les pièces composites d'abord, je ferai les inserts en alu après. Tout ça commence à prendre bonne tournure.

Les pièces de ce week-end donc, inachevées (je vais peut-être restratifier en biseautant les champs je pense, à voir...): les butées latérales qui recevront les vis à butée de maintien du miroir.

 

 

Le double sandwich donne une grande rigidité (Peaux 4x300g/m² sur les faces extérieures, 1x300g/m² au centre, Nida de 10mm d'épais)

Les premiers montages à blanc montrent que les butées passent comme prévu sous les triangles, sans les toucher.

 

Prochaine grosse étape après ça, le tube. Je finalise en ce moment les plan du "moule", et ensuite cela devrait être un double sandwich comme ces pièces, mais avec simple pli de 300g/m² par face, et un au centre.

 

A bientôt pour la suite de ce (très) long feuilleton,

JMarc

 

PS: astroperenoel, la grosse pièce cylindrique des JEC, ce n'était pas un mat, mais un "pipe" pour fluide genre pétrole etc.

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[ZITO]

Bonjour à tous .

Un post très intéressant de plus sur WA !

J'ai très envie de refaire mon barillet de primaire en carbone et c'est pour cela que je m’intéresse beaucoup à ce post .

En voyant le projet de JMBeraud et Lblanc j'ai été impressionné par la qualité du travail effectué et ce qui est accessible aux bricoleurs comme nous .

Une question me tracasse pourtant , je suis en tain de commencer les plans de mon projet et je me pose la question de l’utilité des triangles ; je m'explique ; en cherchant le nombre de points nécessaires pour supporter mon miroir (314mmF4 L/16rms) j'avais choisi l'option d'une seule pièce sur laquelle je pouvais positionner mes 9 ou 18 points de contact .

Je supprime ainsi la sur épaisseur des triangles + support de triangle .

 

Pour résumer , j'étais arrivé à une seule pièce ressemblant beaucoup à celle qui supporte les triangles de Lblanc (la pièce circulaire et percée sur laquelle sont vissées les 6 équerres de maintiens du primaire) , ce plateau serait fixé par 3 points sur la structure pour permettre la collimation .

D'où ma question sur l'utilité des triangles ....

[JMBeraud]

Bonsoir,

 

Des nouvelles de mon barillet...

 

J'ai changé les équerres en sandwich par des monolithiques encore plus rigides et plus pratiques (8mm). Reste à les coller sur l'étage supérieur et à mettre les inserts qui supporteront les supports latéraux. Là elles sont un peu longues, je vais les recouper à la bonne longueur.

 

 

Coté triangles de flottaison, c'est fii. Parmi toutes les solutions adoptées (rond en plastique, élastiques etc...), j'ai opté pour la tige qui vient dans un trou du triangle pour le maintenir en place. Pour le téton, j'ai coupé en longueur un rivet Pop qui fait office d'insert dans le support des triangles. C'est impeccable.

 

 

J'ai aussi fini l'étage inférieur (même genre que le supérieur mais un poil plus grand comme on peut le voir sur la CAO).

 

Mes prochaines étapes seront la pièce d'adaption de ma rotule (Igus) sur le dessous de l'étage supérieur, collage des inserts qui recevront les vis de collimation, collages des équerres sur l'étage supérieur avec les inserts, puis j'attaque le tube, à priori avant l'automne.

 

A bientôt,

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[JMBeraud]

Bonsoir Zito,

 

Je viens de voir ton message...

 

Les 18 points doivent absolument se diviser en 2 étages, il faut que ton miroir soit supporté de façon égale sur les 18 points. Si tu fais 18 points sur un seul étage, il n'y aura que 3 points qui soutiendront ton miroir, et une qualité optique dégradée.

 

Tu ne peux pas y échapper (pareil pour 9 points), mais ce n'est pas la mer à boire, fonce, il y a plein d'exemple sur le forum, et l'aide ne manque pas.

 

Jmarc

Modifié 28 août 2011 par JMBeraud

[ZITO]

Merci Jean Marc , je me doutais un peu que si la plupart des projets avaient des triangles c'est qu'il fallait forcément passer par là .

Je reviens voir régulièrement ton post qui est des plus intéressant ,les photos aident beaucoup aussi !

J'ai peut être mal regarder mais j'ai l'impression que tu poses les inserts dans le composite après le collage non ?

[JMBeraud]

Bonjour Zito,

 

Après le collage de quoi, je ne comprends pas?

[José9]

je pense qu'il veut parler de la stratification

[JMBeraud]

Ah OK je vois José, merci.

 

Oui en fait là ce ne sont pas des inserts à proprement parler, ce sont des tétons qui se mettent par dessus les peaux pour empécher le triangle de tourner. L'effort est riquiqui et le collage de la collerette du rivet Pop sur le dessus de la peau suffit largement.

 

Je vais bientôt en mettre des vrais des inserts, ce sera plus parlant, je ferai d'autres photos.

 

JMarc

[ZITO]

En effet je parlais de la stratification, c'est parce que j'ai vu les photos des équerres mono et sandwich , les supports des triangles et la grande pièce "tri branche" et aucun inserts ....donc ceux ci sont posés après la stratification !?!....Mais bon , je parle d'inserts mais je me trompe peut être de nom .

 

Pour ce qui est du rivet c'est une très bonne idée pour brider les triangles , simple et efficace , bravo .

Je tarde de voir la suite !

[JMBeraud]

Bonsoir Zito,

 

Il y a plusieurs type d'inserts, tu ne te trompes pas de nom.

Dans notre cas, la charge appliquée au sandwich sera une compression radiale à peu près égale au poids du miroir divisé par trois, soit moins de 4Kg. C'est dérisoire, on peut donc s'autoriser à utiliser un type d'insert qui s'enfile par un coté du sandwich, celui en haut à droite mais non débouchant:

 

Dans mon cas (rotule) je n'ai même pas d'épaulement, j'ai donc rempli une zone du nida de résine syntactique (mélange résine + bille de verre) pour faire chuter la densité tout en gardant une bonne résistance en compression. Il suffit ensuite de percer au bon endroit et on a un logement parfaitement capable de recevoir l'insert. A noter que même avec un épaulement c'est ce qu'il faut faire.

 

 

 

J'espère que je réponds à ta question.

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[ZITO]

Tu réponds parfaitement à ma question .

Merci beaucoup pour ces précisions , je tarde de voir le résultat final de ton scope !

Maintenant je n'ai plus d'excuses pour faire mes plans de support primaire , mais bon , avec la quantité d'infos réunies dans ce post ça devrait pas trop être la galère .

Encore merci !

[JMBeraud]

Un peu de nouvelles fraiches.

 

je viens de faire la première "demie coquille" de mon tube, ça avance doucement, mais sûrement...

 

Le résultat est à la hauteur du proto que j'avais fait il y a quinze jour (1/3 de celui-là).

 

Matériaux: 1 peau carbone 300g/m² par face, nida Nomex 20mm en 2x10mm et toile de verre au centre pour le collage des deux nida (je n'ai pas réussi à avoir de nida 20mm) + divers renforts à certains endroits stratégiques bien-sûr.

 

Caractéristique: distance entre deux faces internes: 530mm, Longueur 1800mm, masse de la demie-coque dans les 2,5Kg.

 

La suite: même chose, puis j'assemble par stratification de peaux et raidisseurs coté platine et face supérieure, puis j'assemble le barillet.

Je compte finir le barillet cet hiver, c'est plus petit, ça passe dans les pièces chauffées !

 

Le demi-tube brut sorti de mon moule en tôle:

 

 

A bientôt,

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[JMBeraud]

Et de deux...

 

 

 

JMarc

Modifié 4 octobre 2014 par JMBeraud

[astroperenoel]

Et hop! On remonte le post avec un second aparté pour le CRONA (compte rendu d'observations non-astronomiques) du JEC 2012 (il reste encore un jour au cas où...).

La tendance internationale à vouloir développer de nouveaux procédés pour travailler les composites se confirme.

Voici mon crona pêle-mêle.

Cette année, le salon m'a semblé un peu plus grand que l'an passé (7h de marche pour tout couvrir en s'arrêtant souvent).

On retrouve les très grands noms de la chimie (BASF par exemple), une forte présence allemande (ce qui se conçoit par le fait que c'est certainement le pays leader dans le domaine et un proche voisin), de nombreux stands chinois qui ne semblaient pas attirer les foules, je ne sais pas ce que l'empire du milieu a comme ambition dans ce domaine, ni s'il a une place aussi imposante que pour le reste...

Par contre, une forte présence du Japon, avec un accent sur les techniques de pointe, genre textiles tressés en volumique et non pas de vulgaires tissages 2D.

Un prix a retenu mon attention: 100€ le gramme, c'est le prix pour avoir entre les mains une pièce entièrement composite carbone/résine spatialisée (apte à être monté sur un satellite par exemple)!

L'accent était aussi mis sur les procédés d'usinage, avec de nombreuses machines type fraises sur bras robotique (ce qui permet d'avoir au moins un axe supplémentaire pour faire des cavités), et des outils de coupe au diamant (de l'ordre de 500€ le forêt, gloups!)

Place aux photos:

Encore et toujours les découpeuses de tissus:

 

Un stand très intéressant où il est question essais matériaux avec un banc de traction avec possibilité de travailler à la fatigue (effort/relâchement) à haute fréquence (ici elle était à 230Hz):

 

Et une colonne d'essais au choc (avec éprouvette monté sur sauterelles à droite):

 

Puis, une superbe structure artistique, donc ne servant qu'à faire joli, tout en fibre de carbone, d'un artiste local (Paris, Aubervillier):

 

Quelques échantillons de fibre de basalte (silice, donc presque de la fibre de verre en fin de compte):

 

Une machine à schtroumpfer les fourbis de je sais spas bien à quoi ça sert:

 

Les fameux outils diamant, certains exposants les ont conservé sous vitrine, c'est que ça fait du pognon!:

 

Une multi-axes à l’œuvre:

 

Une autoclave, petit modèle...:

 

Et pour finir une coque de bateau: