Tissage Jacquard : étude de paramètres et optimisation du tissage 3D haute densité

Jacquard weawing : shed parameters study and high density 3D weaving optimization

• Auteur / Autrice : Mathieu Decrette
• Direction : Jean-Yves Dréan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 09/12/2014
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale pluridisciplinaire Jean-Henri Lambert, ED 494 (Mulhouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et mécanique textiles (Mulhouse)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Innovation

Tissage

Mots clés libres

Tissage 3D

Tissus techniques

Tissage Jacquard

Fibrillation

Interactions interfilamentaires

Renforts de composites

Mécanique

Optimisation de procédé

3D weaving

Technical fabrics

Jacquard weaving

Fibrillation

Inter-filament interactions

Composite reinforcements

Mechanic

Process optimization

Résumé

La technique du tissage consiste à créer un entrecroisement de fils perpendiculaires entre eux. Pour cela, il est nécessaire d'insérer un fil de trame à travers une nappe de fils de chaîne parallèles. L'étape de formation de la foule, consistant à séparer la nappe de chaîne pour libérer un espace d'insertion, est vecteur d'interactions interfilamentaires et de dommages induits dans la structure filamentaire. Un tel phénomène, rapporté au tissage de renforts de matériaux composites produit des dégradations de structure importantes et une diminution sensible des propriétés mécaniques du produit fini. Dans le contexte de la croissance du marché des matériaux composites haute performance à renforts tissés, il est nécessaire d'améliorer puis de maîtriser le procédé de tissage. Ainsi, pour optimiser le tissage d'étoffes multicouches à haute densité, nous disposons d’une machine Jacquard. Il s'agit d'une technique qui permet un pilotage individuel motorisé des fils de chaîne et qui offre des paramètres de foule particuliers. Le but de ces travaux sont d'étudier ces paramètres d'une part et de définir et analyser leurs effets sur le processus de tissage par ailleurs. Nous utilisons pour ces travaux du polyester multifilamentaire, ainsi qu'un dispositif de tissage particulier adapté au tissage technique multicouches. Nous constatons que le tissage multicouches de forte densité génère de nombreux frottements interfilamentaires qui dégradent les fils en provoquant de la fibrillation. L'observation de l'évolution de ce phénomène selon les différents paramètres Jacquard, permet tout d'abord de mieux le comprendre et le cerner. Elle permet ensuite de déterminer les configurations de tissage optimales pour assurer la qualité du tissage de renforts tissés.

Weaving basic structure is an orthogonally interlaced yarns plane, produced thanks to weft insertion across parallel warp yarns. Shedding is a major step for shed generation by warp yarns separation. Shedding may generate warp yarns interactions and yarn structure degradations because of density. Such a phenomenon becomes major with composite high density woven reinforcement where degradations and final product mechanical properties loss may become considerable. With high performance composites market growth, weaving process needs to be improved.A Jacquard shedding mechanism has been employed for high density multilayer woven fabric weaving optimization, as this technique enables warp yarns individual motorized driving with very particular shedding parameters. In this research, Jacquard shedding parameters have been studied so that their effects on the weaving process may be brought to light, with a specific weaving machine dedicated to multilayer weaving, where polyester multifilament yarns are used.It has been observed that high density multilayer weaving produces friction and many degradations during shedding between filaments because of the fibrillation phenomenon. Fibrillation has been examined and understood thanks to the observation of its evolution according to Jacquard shedding parameters. It has been the basis for optimal weaving parameter configurations which may be used for woven reinforcements composites quality improvement.