Parachèvement composite – Découpe et soudure ultrasons
Chez SONIMAT, nous concevons et intégrons des équipements de découpe et soudure par ultrasons pour les composites. Notre savoir-faire s’adresse aux industriels des secteurs aéronautique, spatial, défense, mobilité et énergies, où la qualité, la répétabilité et la productivité sont des critères décisifs.
Nous proposons des solutions pour le parachèvement composite au travers de différents procédés de découpe ultrason ou soudure ultrason offrant de nombreux avantages pour le façonnage des produits composites :
- cohésion des fibres avec la résine
- suppression du délaminage et du phénomène d’écaillage
- fin des dégradations thermiques
- longévité des outils accrue
Objectif : maîtriser chaque étape du parachèvement composite – découper, assembler et finaliser – sans altérer la structure ni la performance du matériau.
Nos solutions de découpe et soudure pour les pièces composites
Démonstration de nos équipements :
Téléchargez notre catalogue complet sur nos solutions de soudure et de découpe pour les composites !
Ils nous font confiance
Pourquoi la découpe ultrason est idéale pour les composites ?
La découpe par ultrasons repose sur la vibration d’une lame à haute fréquence (20 à 40 kHz), animée par une chaîne acoustique complète : générateur, convertisseur piézoélectrique, booster et sonotrode. Cette vibration entraîne une micro-fusion localisée du polymère ou de la matrice, permettant une découpe nette des fibres.
Objectif : obtenir une coupe nette, sans délaminage, sans poussières, et maîtriser les zones thermiquement affectées — tout en réduisant les temps de cycle et les coûts d’outillage.
Les bénéfices :
- Réduction de l’effort de découpe : pas de prise sur l’outil, solutions intégrables, manipulation et mise en place faciles
- Augmentation de la productivité : augmentation de la vitesse de coupe, découpe jusqu’à125mm d’épaisseur, travail continu, durée de vie prolongée de la lame
- Amélioration de la qualité de découpe : pas de dégradation thermique, pas d’effilochage, pas de poussière
Matériaux composites compatibles
La découpe par ultrasons s’adapte à de nombreux matériaux composites.
Chaque combinaison nécessite des paramètres adaptés (fréquence, amplitude, pression, vitesse d’avance, angle de lame) pour lesquels SONIMAT vous accompagne.
| Famille de matériaux | Exemples / Forme | Objectif principal |
|---|---|---|
| Nid d’abeille (NIDA) | Nomex®, aluminium, polypropylène, aramide | Détourage sans écrasement, ouverture alvéolaire propre |
| Prepregs (CFRP, GFRP, AFRP) | Empilages tissés ou UD, thermodurs ou semi-cures | Coupe précise avant cuisson, pas de délaminage |
| Composites thermoplastiques renforcés | PEEK, PEKK, PPS, PA-GF, PEI | Découpe à chaud contrôlée, bord net sans résidus |
| Sandwichs hybrides | Skin composite + âme légère (mousse, NIDA, PP) | Coupe localisée, sans altération de l’âme |
| Tissus techniques & multiaxiaux | Carbone, aramide, verre, basalte | Coupe + scellage simultané des bords |
Découpe de nid d’abeille (NIDA) : intégrité structurelle préservée
La découpe ultrason est particulièrement performante sur les nids d’abeille Nomex® ou aluminium, utilisés pour les panneaux sandwichs aéronautiques.
L’effort de coupe quasi nul évite l’écrasement des alvéoles et la génération de poussières abrasives. Les arêtes obtenues sont propres, sans fibres arrachées ni déformation des cellules, même sur épaisseurs supérieure à 125 mm.
Découpe de prépregs composites
Les préimprégnés thermodurs (époxy) ou thermoplastiques (PEEK, PEKK) exigent une coupe rapide, sans étalement de la résine ni échauffement excessif.
Nos effecteurs SONIBLADE assurent :
- une arête nette sans collage des couches,
- un maintien des fibres droites sur tissés et UD,
- et une compatibilité avec les cellules robotisées, machine à commande numérique et tables XY pour découpes de formes complexes.
Soudure ultrason des composites : qualité et reproductibilité
La soudure ultrason permet d’assembler les composites sandwich, NIDA ou thermoplastiques renforcés sans ajout d’adhésif ni d’élément mécanique.
La vibration à haute fréquence (20 à 40 kHz) génère une fusion localisée assurant une liaison solide et homogène.
Objectif : créer des assemblages fiables et reproductibles tout en préservant l’intégrité fibre/résine et la légèreté du composite.
Les bénéfices :
- Procédé propre : hygiène optimale en l’absence de produits liants,
- Absence de consommables et adhésifs, suppression des colles
- Pas de temps de mise en chauffe (par rapport à une soudure avec de la colle)
- Pas de dégradation/brûlure de la matière
- Pour la soudure, pas de contact mécanique direct entre l’élément vibrant et la molette / enclume (pas d’usure d’outils)
Applications de la soudure ultrason composite :
| Type de composite | Exemple de pièces / structures | Objectif d’assemblage | Bénéfice procédé |
|---|---|---|---|
| NID d’abeille (Nomex®, PP, Alu) | Panneaux sandwich, pièces aéronautiques | Fixation de peaux ou inserts sans colle | Pas d’écrasement des alvéoles, assemblage local propre |
| Composites thermoplastiques renforcés | PEEK-CF, PPS-GF, PEI-CF | Assemblage structurel de renforts, nervures, coques | Liaison forte et légère, sans ajout de matière |
| Préimprégnés ou semi-cures | Empilages préformés avant cuisson | Maintien temporaire de plis, pré-positionnement | Suppression des points de colle, gain de temps au drapage |
| Composites sandwichs hybrides | Mousse + peaux thermoplastiques | Fermeture de tranches, jonctions périphériques | Fusion localisée sans reprise thermique globale |
Soudure de composites thermoplastiques renforcés
Les composites thermoplastiques à matrice PEEK, PPS, PEI, PA, PC-ABS, renforcés de fibres de verre ou de carbone, présentent une excellente compatibilité avec la soudure ultrason.
Ces matériaux offrent :
- Une stabilité dimensionnelle permettant une répétabilité des cycles,
- Une résistance mécanique élevée du joint
Quelques applications possibles :
- Assemblage de renforts structurels (clips, raidisseurs, connecteurs, inserts composites),
- Fermeture de carters légers ou de panneaux fonctionnels,
- Soudure de préformes thermoplastiques avant consolidation finale.
Une expertise éprouvée dans la découpe et la soudure ultrason composite
Grâce à plus de 30 ans d’expérience dans les technologies ultrasons, SONIMAT maîtrise l’ensemble de la chaîne technologique :
- Générateurs 20–40 kHz haute précision,
- Convertisseurs piézoélectriques et boosters calibrés,
- Sonotrodes sur-mesure (titane ou acier trempé) conçues pour la nature des fibres et la rigidité du substrat,
- Intégration d’effecteur sur presses, tables XY, robots, selon la géométrie de la pièce,
- Fabrication de machines spéciales de découpe ou de soudure ultrasons.
