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Fabrication additive robotique de capteur de détection de fissure intégrés à une structure composite

Le but de ce travail de Bachelor est de déposer un capteur de fissure sur l'intérieur de la carlingue d'une capsule type Hyperloop en composite.

Une revue des différentes solutions de capteurs possibles a été réalisée pour ensuite choisir le capteur qui se prêtera aumieux à la méthode de dépose susmentionnée. Le type capteurs sélectionné a ensuite été dimensionné pour répondre au cahier des charges.

La tête de dépose a été conçue pour appliquer le capteur, à savoir trouver les solutions pour chacune des fonctions nécessaires à la dépose, concevoir les différents éléments, les fabriquer, les assembler, programmer la carte de commande et finalement tester les fonctions de la tête, d'abord individuellement puis ensemble afin de savoir si la tête fonctionne correctement.

Ensuite, différents adhésifs du capteur, ont été  testés mécaniquement et comparés au besoins du cahier des charges.

Le capteur choisi est un fil d'aluminium ou de cuivre collée sur le substrat avec un polymère thermoplastique dans une tête d'impression (PLA/PC).

La tête de dépose a été conçue et fabriquée. Ces fonctions principales ont été vérifiées et le système actuel permet de déposer le fil. Mais des problèmes de flambage de fil et des problèmes lié au contrôle de température empêchent actuellement son fonctionnement optimal.

Les tests montrent que les polymères n'atteignent quasi jamais leur limite en cisaillements mais se délaminent pour des contraintes bien plus faibles que ce qui était prévu.

Les tests sur fissure montrent quand même que le capteur peut détecter une fissure d'environ 10 [mm] de long. Cependant, il est nécessaire de répéter ce test pour avoir une validité statistique.

Il serait également intéressant de revoir les fonctions qui gèrent le fil métallique et d'adresser le problème du flambage dans un travail futur.