CA3140440C - Procede et dispositif de fabrication d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branches - Google Patents
Procede et dispositif de fabrication d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branchesInfo
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Abstract
Procédé et dispositif de fabrication d'un profilé en matériau composite dont la section présente trois branches, permettant de : - rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposés d'un panneau (2) de matériau en feuille, de sorte que ces deux rebords opposés soient juxtaposés le long d'une direction de juxtaposition; - déplacer en translation une paire de mâchoires (20) dans une direction perpendiculaire à la direction de juxtaposition, de sorte que la paire de mâchoires (20) se place de part et d'autre desdits rebords opposés juxtaposés, ce déplacement en translation de la paire de mâchoires (20) étant réalisé en direction d'un socle (25); - presser simultanément le matériau en feuille entre les deux mâchoires (20) d'une part et entre les mâchoires (20) et le socle (25) d'autre part; - finaliser le profilé en matériau composite par durcissement d'une matrice imprégnant le matériau en feuille.
Description
DESCRIPTION Titre : procede et dispositif de fabrication d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branches 5 DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des materiaux composites et plus particulierement les procedes et dispositifs permettant de fabriquer des profiles dont la section presente trois branches.
Les profiles dont la section presente trois branches sont des profiles bien connus pour leur rigidite et leur utilisation dans un 10 grand nombre d'applications.
Les profiles dont la section presente trois branches sont des profiles dont la section presente un point central de jonction ainsi que trois branches qui partent de ce point de jonction.
Les profiles dont la section presente trois branches incluent, par exemple, les profiles dont la section est en forme de T ou en forme de Y. 15 ART ANTERIEUR Dans l'art anterieur, la fabrication des profiles en materiau composite dont la section presente trois branches est generalement realisee en plusieurs etapes.
Par exemple, deux profiles dont la section presente deux branches sont tout d'abord realises.
Ces profiles dont la section presente deux branches sont par exemple des 20 profiles dont la section est en forme de L.
Ces profiles sont facilement realisables par des procedes simples et connus dans le domaine des materiaux composites.
Ces deux profiles sont ensuite reunis par collage l'un contre l'autre de maniere a former un seul profile dont la section presente trois branches.
Par exemple, deux profiles en L sont fabriques puis sont ensuite reunis par collage pour former un 25 profile en T.
Les procedes de l'art anterieur comportent generalement un nombre d'etapes important et sont done couteux.
Ces procedes necessitent de plus plusieurs pastes de travail differents et impliquent done un deplacement et une reprise des pieces entre les differents pastes de travail ce qui ne permet pas, ou qui rend 30 difficile, la realisation de pieces de precision.
Par ailleurs, les procedes de l'art WO 2020/239611 2 PCT/EP2020/064233 anterieur aboutissent a des pieces heterogenes dont la resistance peut etre amelioree.
EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a pour but d'ameliorer les procedes et dispositifs de l'art 5 anterieur.
A cet effet, !'invention vise un procede de fabrication d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branches, ce procede comportant les etapes suivantes : - rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposes d'un panneau de materiau en 10 feuille, de sorte que ces deux rebords opposes soient juxtaposes le long d'une direction de juxtaposition ; - deplacer en translation une paire de machoires dans une direction perpendiculaire a la direction de juxtaposition, de sorte que la paire de machoires se place de part et d'autre desdits rebords opposes juxtaposes, ce deplacement en translation de la 15 paire de machoires etant realise en direction d'un socle ; - presser simultanement le materiau en feuille entre les deux machoires d'une part et entre les machoires et le socle d'autre part ; - finaliser le profile en materiau composite par durcissement d'une matrice impregnant le materiau en feuille.
Un autre objet de !'invention vise un dispositif de fabrication d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branches, ce dispositif comportant : - un chassis de support pour un panneau de materiau en feuille, ce chassis de support comportant : 25 • un cadre rigide presentant une ouverture centrale pour un panneau de materiau en feuille; • deux organes de maintien adaptees a saisir deux rebords opposes d'un panneau de materiau en feuille ; • deux leviers supportant chacun un des organes de maintien, ces leviers etant 30 mantes pivotants sur le cadre rigide entre une position de deploiement ou les organes de maintien sont ecartes l'un de l'autre, et une position de repli ou les organes de maintien sont juxtaposes le long d'une direction de juxtaposition ; WO 2020/239611 3 PCT/EP2020/064233 - un moule muni de deux machoires mobiles l'une par rapport a l'autre entre une position ecartee et une position resserree ; - un contre-moule muni d'un socle ; le chassis de support etant adapte a occuper une position de travail dans 5 laquelle ii est dispose entre le moule et le contre-moule, le moule et le contre-moule etant mobiles l'un par rapport a l'autre, selon une direction de translation qui est perpendiculaire a la direction de juxtaposition, entre une position d'eloignement mutuel et une position de serrage ou les machoires du moule sont en position resserree et sont disposees en vis-a-vis du socle du 10 contre-moule.
L'invention permet la realisation d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branches en un nombre tres reduit d'etapes et la mise en forme a lieu au sein d'un seul paste de travail, ce qui permet de reduire les couts de production, d'augmenter la productivite ou les cadences de production, et de 15 produire des pieces plus precises grace a une seule operation de mise en forme a l'issue de laquelle la piece finale est obtenue.
Dans un cas particulierement avantageux de mise en oouvre de !'invention, le profile est realise a partir d'un seul panneau de materiau en feuille constitue d'une ou plusieurs feuilles de pre-impregne, prealablement chauffe.
Dans 20 ce cas, la realisation du profile, apres rechauffement du panneau, est realisee en une seule etape dont la duree est de l'ordre de quelques minutes.
L'invention permet d'obtenir un profile homogene dont la section presente trois branches dont la constitution est identique.
Ces branches presentent toutes une position optimale des couches de materiau en feuille du point de vue de !'orientation 25 des fibres.
Une telle realisation aboutit a un profile particulierement solide, durable et stable dans le temps, et ne necessite aucun insert de renfort.
L'invention permet la realisation de differentes formes possibles de profile dont la section presente trois branches et le dispositif selon !'invention peut etre modifie facilement pour obtenir une forme de profile differente par simple 30 changement de la paire de machoires et du socle.
Le procede est ainsi flexible et adaptable a moindre cout.
WO 2020/239611 4 PCT/EP2020/064233 Le procede de fabrication peut comporter les caracteristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : - le procede comporte, avant l'etape de rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposes d'un panneau de materiau en feuille, une etape de fixation d'un organe de s maintien sur chacun desdits rebords opposes du panneau de materiau en feuille ; - l'etape de rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposes du panneau de materiau en feuille est realisee par le rapprochement des organes de maintien et leur passage d'une position de deploiement a une position de repli ; - le procede comporte une etape de superposition de feuilles de materiau en feuille 10 pour constituer le panneau de materiau en feuille entre les deux organes de maintien lorsqu'ils sont en position de deploiement ; - le procede comporte, avant l'etape de rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposes d'un panneau de materiau en feuille, une etape de rechauffement du panneau de materiau en feuille, le panneau etant constitue de feuilles de preis impregne ; - le procede comporte, avant l'etape de rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposes d'un panneau de materiau en feuille, une etape de disposer le panneau de materiau en feuille entre la paire de machoires et le socle ; - l'etape de rapprocher l'un de l'autre deux rebords opposes d'un panneau de 20 materiau en feuille est realisee durant une premiere phase de rapprochement de la paire de machoires du socle, par l'action de tiges d'activation fixes par rapport au socle; - dans l'etape de presser simultanement le materiau en feuille entre les deux machoires d'une part et entre les machoires et le socle d'autre part, le materiau en 2s feuille est presse entre deux surfaces paralleles entre elles des machoires, et le materiau en feuille est simultanement presse entre le socle et deux surfaces perpendiculaires aux surfaces paralleles des machoires ; - lors de l'etape de presser simultanement le materiau en feuille entre les deux machoires d'une part et entre les machoires et le socle d'autre part, le materiau en 30 feuille est presse contre une nervure situee sur le socle et formant un decrochement dans le materiau en feuille ; - lorsque les deux rebords opposes du panneau de materiau en feuille sont juxtaposes le long d'une direction de juxtaposition, la position de ces rebords est determinee par des butees reglables ; WO 2020/239611 5 PCT/EP2020/064233 - durant l'etape de deplacer en translation une paire de machoires dans une direction perpendiculaire a la direction de juxtaposition, les machoires sont simultanement rapprochees l'une de l'autre par la cooperation d'aretes obliques solidaires des machoires et de plaquettes obliques fixes par rapport au socle ; 5 - les machoires sont sollicitees vers leur position d'ecartement par des ressorts de rappel.
Le dispositif de fabrication peut comporter les caracteristiques additionnelles suivantes, seule ou en combinaison : - les organes de maintien sont des pinces formees chacune de deux mars et 10 comportant un moyen de serrage ; - les deux mars sont des barres ; - les deux mars comportent des aiguilles s'etendant entre les deux mars ; - chaque levier comporte deux bras paralleles entre eux, chaque bras etant relie au cadre rigide par un pivot et les deux bras d'un meme levier etant relies ensemble par 15 une tringle, chaque organe de maintien etant monte sur une de ces tringles ; - chaque organe de maintien est relie au levier correspondant par une liaison pivot autour d'un axe parallele a la direction de juxtaposition ; - le cadre rigide comporte des butees pour les leviers en position de deploiement ; - le cadre rigide comporte un support central muni de butees reglables determinant 20 la position de repli des leviers ; - le cadre rigide comporte des pattes de fixation pour sa fixation sur des moyens de translation ; - le cadre rigide est fixe sur des moyens de translation selon deux directions perpendiculaires a la direction de juxtaposition ; 25 - le moule comporte un bati sur lequel sont montees mobiles en translation les deux machoires; - les machoires sont sollicitees vers leur position ecartees par des ressorts de rappel; - les machoires comportent chacune une cavite de contournement des organes de 30 maintien lorsque le moule et le contre-moule sont dans leur position de serrage ; - les machoires comportent des aretes obliques et le contre-moule comporte un organe de rapprochement muni de plaquettes obliques, les aretes obliques cooperant avec les plaquettes obliques pour resserrer les machoires lorsque le WO 2020/239611 6 PCT/EP2020/064233 moule et le contre-moule sont translates en direction de leur position de serrage ; - chaque machoire comporte une premiere surface, les deux premieres surfaces des machoires etant paralleles, situees en vis-a-vis l'une de l'autre et adaptees a serrer entre elles un panneau de materiau en feuille lorsque les machoires sont dans leur 5 position resserree ; - chaque machoire comporte une deuxieme surface perpendiculaire a la premiere surface, les deuxiemes surfaces des deux machoires etant adaptees a serrer entre elles et le socle un panneau de materiau en feuille lorsque le moule et le contremoule sont dans leur position de serrage ; 10 - le contre-moule comporte un bati sur lequel le socle est monte de maniere amovible; - le contre-moule comporte une nervure fixee sur le socle et adaptee a former un decrochement ; - le chassis de support comporte des moyens elastiques a genouillere sollicitant les 15 leviers vers l'une ou l'autre des positions de deploiement et de repli ; - le contre-moule comporte des tiges d'activation sollicitant les leviers de leur position de deploiement vers leur position de repli lorsque le moule et le contremoule sont translates en direction de leur position de serrage ; - le chassis de support presente : une position de travail dans laquelle ii est dispose 20 entre le moule et le contre-moule; et une position de preparation ou ii est a l'ecart de l'espace entre le moule et le contre-moule.
PRESENTATION DES FIGURES D'autres caracteristiques et avantages de !'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-apres, a titre indicatif et nullement limitatif, en reference 25 aux dessins annexes, dans lesquels : [Fig .1] La figure 1 represente le chassis de support, en position de deploiement, d'un dispositif de fabrication selon un mode de realisation de !'invention ; [Fig.2] La figure 2 represente le chassis de support de la figure 1, en 30 position de repli ; WO 2020/239611 7 PCT/EP2020/064233 [Fig.3] La figure 3 represente le moule et le contre-moule d'un dispositif de fabrication selon un mode de realisation de !'invention ; [Fig.4] La figure 4 represente le chassis de support de la figure 1, ainsi que le moule et le contre-moule de la figure 3 ; [Fig.5] La figure 5 represente !'ensemble de la figure 4 dans lequel le chassis de support est en position de repli ; [Fig.6] La figure 6 represente une etape du procede de fabrication selon un mode de realisation de !'invention ; [Fig.7] La figure 7 represente une autre etape du procede de fabrication 10 selon un mode de realisation de !'invention ; [Fig.8] La figure 8 represente une autre etape du procede de fabrication selon un mode de realisation de !'invention ; [Fig.9] La figure 9 represente un profile dont la section presente trois branches, obtenu selon !'invention. 15 DESCRIPTION DETAILLEE Un mode de realisation d'un procede de fabrication mis en oouvre avec un dispositif de fabrication va etre decrit en reference aux figures 1 a 8.
Ce procede et ce dispositif permettent la fabrication d'un profile en materiau composite dont la section presente trois branches.
La figure 1 represente un chassis de support 1 qui est l'un des elements constituant un dispositif de fabrication selon !'invention.
Le chassis de support 1 est prevu pour supporter et manipuler un panneau 2 de materiau en feuille.
Le panneau 2 est une matiere premiere en forme de plaque dont les dimensions sont adaptees a la realisation de la piece finale.
Ce panneau 2 de materiau en feuille est destine a 25 constituer le renfort du profile en cours de fabrication, ce renfort etant impregne d'une matrice (par exemple une resine) pour constituer la piece finale en materiau composite.
Le panneau 2 de materiau en feuille est choisi en fonction du type de renfort souhaite pour le materiau composite de la piece finale.
Le panneau 2 comporte generalement une ou plusieurs feuilles de renfort pour materiau composite 30 telles que des feuilles de fibre de verre ou de carbone, tissees ou non tissees.
Dans WO 2020/239611 8 PCT/EP2020/064233 le present exemple, le panneau 2 de materiau en feuille est constitue d'une superposition de huit feuilles de fibres de carbone tissees.
Le panneau 2 de materiau en feuille est un panneau souple, au mains lorsqu'il est chauffe a la temperature requise pour le procede, c'est-a-dire qu'il peut subir des deformations 5 durant le procede de fabrication.
Dans le present exemple, le panneau 2 est realise a partir de feuilles de pre-impregne, couramment employees dans le domaine des materiaux composites.
Un tel panneau 2 constitue de feuilles de renfort en preimpregne comprend deja la matrice de la future piece en materiau composite sous forme de charges reparties au sein meme des feuilles de renfort. 10 Le chassis de support 1 comporte un cadre rigide 3 ainsi que deux organes de maintien 4 qui sont adaptes a saisir deux rebords 2A, 2B opposes du panneau 2.
Les organes de maintien 4 peuvent etre constitues de tout moyen permettant de saisir et de maintenir le panneau 2 par ses rebords 2A, 2B.
Ces 15 organes de maintien 4 peuvent inclure par exemple des pinces elastiques, des moyens de pincement ou de serrage mecaniques, des moyens de maintien adhesifs, etc.
Dans le present exemple, les organes de maintien 4 sont chacun constitues d'une pince formee de deux mars 5.
Les deux mars 5 sont ici realises par deux barres metalliques munies d'un moyen de serrage permettant le serrage des rebords 20 2A, 2B entre les barres.
Le moyen de serrage est par exemple un element elastique ou un mecanisme a levier.
Sur la figure 1, seul le mars 5 inferieur est visible pour chaque organe de maintien 4.
Dans le present exemple, dans le but de renforcer le maintien du panneau 2 par les organes de maintien 4, ces derniers comportent chacun trois aiguilles 6 s'etendant entre les deux mars 5 et perforant le panneau 2 25 de part en part.
Chaque organe de maintien 4 est monte sur un levier 7 qui est monte pivotant sur le cadre rigide 3.
En reference aux figures 1 et 2, les deux leviers 7 sont mantes pivotant sur le cadre rigide 3 grace a des pivots 8 de sorte a pouvoir occuper deux positions stables : 30 - une position dite de deploiement (representee a la figure 1) dans laquelle les organes de maintien 4, qui sont portes par les leviers 7, sont ecartes l'un de l'autre au maximum et maintiennent le panneau 2 dans une position deployee ; WO 2020/239611 9 PCT/EP2020/064233 - une position dite de repli dans laquelle les leviers 7 sont pivotes l'un vers l'autre de sorte que les organes de maintien 4 sont juxtaposes le long d'une direction de juxtaposition 9 (voir figure 2).
Dans la position de repli, les deux organes de maintien 4 sont soit en 5 contact l'un contre l'autre, soit presentent entre eux un faible ecartement de quelques millimetres pour eviter qu'ils s'entrechoquent.
La direction de juxtaposition 9 est ici definie comme un axe qui est parallele a la direction dans laquelle s'etendent les barres constituant les mars 5, et qui est situe entre les deux organes de maintien 4 en position juxtaposee.
La position de la direction de juxtaposition est 10 done determinee par la position des organes de maintien lorsqu'ils sont en position juxtaposee, cette position etant determinee par la forme des leviers 7 et la position des pivots 8.
Dans la position de repli, le panneau souple 2 forme une boucle entre ses deux rebords 2A, 2B juxtaposes. 15 Dans le present exemple, les leviers 7 sont chacun constitues de deux bras 10 paralleles et mantes chacun sur l'un des pivots 8.
Une tringle 11 est de plus disposee entre ces deux bras 10.
Pour chaque levier 7, l'organe de maintien 4 est monte sur cette tringle 11.
Le montage de l'organe de maintien 4 est realise de telle sorte qu'il soit 20 en liaison pivot avec le levier 7 correspondant, autour d'un axe parallele a la direction de juxtaposition 9.
Pour chaque levier 7, l'organe de maintien 4 peut etre monte pivotant sur la tringle 11 ou, en variante, l'organe de maintien 4 peut etre fixe sur la tringle 11 tandis que cette derniere est reliee par des liaisons pivot, a chacune de ses extremites, aux deux bras 10. 25 Le chassis de support 1 comporte de plus deux paires de ressorts 12 de traction assurant la stabilite des deux positions de deploiement et de repli.
Chacun des ressorts 12 est ten du entre un doigt 13 central du cadre 3 et l'un des bras 10.
La position des doigts 13 et des ressort 12 est choisie pour procurer au levier 7 un comportement de genouillere.
En effet, dans le present exemple, les doigts 13 sont 30 situes sous la ligne droite reliant les deux pivots 8 sur chaque bard du cadre 3.
Ainsi, lorsque le chassis de support 1 est dans sa position de deploiement, les ressorts 12 WO 2020/239611 10 PCT/EP2020/064233 tirent les leviers 7 vers le bas (en reference a la position montree a la figure 1 ). lnversement, lorsque le chassis de support 1 est dans sa position de repli, les ressorts 12 ti rent les leviers 7 vers le haut ( en reference a la position montree a la figure 2).
Le cadre 3 comporte des butees 36 pour la position de deploiement et des 5 butees 15 pour la position de repli.
Dans la position de deploiement illustree a la figure 1, les ressorts 12 sollicitent les leviers 7 vers le bas contre les butees 36 et assurent ainsi la stabilite de cette position de deploiement.
Le chassis de support 1 comporte de plus deux supports centraux 14 10 portant chacun deux butees reglables 15.
Dans la position de repli illustree a la figure 2, les leviers 7 sont chacun disposes contre les butees reglables 15, les ressorts 12 sollicitant alors les leviers 7 l'un en direction de l'autre, et contre ces butees reglables 15.
La possibilite de reglage des butees 15 permet de regler l'eventuel ecartement souhaite entre les organes de maintien 4 dans cette position 15 de repli.
Les ressorts 12 assurent ainsi egalement la stabilite de la position de repli en sollicitant les deux leviers 7 contre les butees reglables 15 dans la position de repli.
Le chassis de support 1 peut etre associe a des moyens permettant son deplacement au cours du procede de fabrication.
Dans le present exemple, le cadre 20 3 comporte des pattes de fixation 16 permettant au chassis de support 1 d'etre par exemple monte sur des moyens de deplacement tels que des rails permettant sa translation dans deux directions perpendiculaires a la direction de juxtaposition, ici les deux directions horizontale et verticale (ces rails ne sont pas representes sur les figures). 25 La figure 3 represente d'autres elements constitutifs du dispositif de fabrication selon !'invention.
Cette figure illustre un moule 17 ainsi qu'un contremoule 18 qui, associes avec le chassis de support 1, permettent la mise en oouvre du procede.
Le moule 17 comporte un bati 19 supportant deux machoires mobiles 20. 30 Les deux machoires sont mobiles en translation entre une position ecartee ou les deux machoires 20 sont ecartees au maximum l'une de l'autre jusqu'a venir en butee WO 2020/239611 11 PCT/EP2020/064233 contre le bati 19 (c'est la position illustree a la figure 3) et une position resserree obtenue suite au rapprochement des machoires 20 l'une vers l'autre. A cet effet, les machoires 20 sont done montees mobiles en translation selon une direction horizontale (dans !'orientation montree a la figure 3) sur le bati 19, par une liaison 5 glissiere ou tout autre moyen adapte.
Le moule 17 comporte egalement des ressorts de rappel 21 qui traverse le bati 19 et qui sont fixes d'une part sur le bati 19 et d'autre part sur les machoires 20, de sorte que chaque machoire 20 est sollicitee en permanence par les ressorts de rappel 21 vers sa position ecartee.
Chaque machoire 20 comporte ici deux surfaces de travail : une premiere 10 surface dite parallele 22 et une deuxieme surface dite perpendiculaire 23.
Les deux surfaces paralleles 22 sont des surfaces planes paralleles entre elles et restent paralleles entre elles quelle que soit la position des machoires 20, ecartee ou resserree.
Les surfaces paralleles 22 sont disposees en vis-a-vis l'une de l'autre.
Les deux surfaces perpendiculaires 23 sont quant a elles situees dans un meme plan.
Les surfaces perpendiculaires 23 sont ici des surfaces planes qui sont perpendiculaires aux surfaces paralleles 22.
De telles machoires 20 permettent de realiser un profile dont la section est en T.
La forme des surfaces paralleles 22 et perpendiculaires 23 peut etre facilement adaptee pour former d'autres profiles dont 20 la section presente trois branches, tel qu'un profile en Y. D'autres types de profile de materiau composite dont la section presente trois branches peuvent etre obtenus avec le meme dispositif de fabrication, en changeant simplement les machoires 20 qui sont montees de maniere amovible sur le bati 19.
Les machoires 20 comportent de plus des aretes obliques 28 permettant 25 de commander leur passage de la position ecartee a la position rapprochee.
Sur la figure 3, seule une arete oblique 28 est visible pour chaque machoire 20, etant entendu que chaque machoire 20 comporte une autre arete oblique 28 disposee symetriquement a son extremite opposee a l'arete oblique 28 visible sur la figure 3.
Les machoires 20 comportent de plus chacune une cavite 30 s'etendant 30 sur toute la longueur des machoires 20 et permettant le contournement des organes WO 2020/239611 12 PCT/EP2020/064233 de maintien 4 lorsque le moule et le contre-moule sont en position de serrage, comme explique plus loin.
Le contre-moule 18 comporte un bati 24 sur lequel sont mantes un socle 25, deux organes de rapprochement 26, et quatre tiges d'activation 27.
Le socle 25 presente une surface plane adaptee a la production d'un profile dont la section presente une forme de T, conformement au present exemple.
De meme que pour les machoires 20, la forme de ce socle 25 peut etre facilement adaptee pour produire d'autres types de profile de materiau composite dont la section presente trois banches, tel qu'un profile dont la section est en forme de Y.
Le 10 socle 25 est monte de maniere amovible sur le bati 24 et peut ainsi etre change facilement.
Dans le present exemple, la surface du socle 25 est parallele au plan contenant les surfaces perpendiculaires 23 des machoires 20.
Les deux organes de rapprochement 26 sont mantes de part et d'autre du socle 25, en vis-a-vis des aretes obliques 28 des machoires 20.
Les organes de 15 rapprochement 26 portent chacun deux plaquettes obliques 29 realisees de preference dans un materiau a faible coefficient de friction.
Les plaquettes 29 sont orientees obliquement de la meme maniere que les aretes obliques 28 des machoires 20.
Autrement dit, l'angle forme par chaque plaquette 29 et la verticale est egal a l'angle forme entre chaque arete oblique 28 et la verticale.
Les aretes 20 obliques 28 sont chacune paralleles a la plaquette 29 qui lui est en vis-a-vis.
Les plaquettes 29 presentent le meme angle par rapport a la direction de rapprochement (ici la verticale) que les aretes obliques.
Les aretes obliques 28 et les plaquettes 29 sont disposees en vis-a-vis, c'est-a-dire que si l'on rapproche le moule 17 du contre-moule 18, chaque arete 25 oblique vient au contact de la plaquette 29 qui lui est en vis-a-vis.
Les tiges d'activation 27 sont des tiges rigides verticales fixees dans le bati 24 et positionnees de maniere a pouvoir activer le changement de position des leviers 7 du chassis de support 1 comme explique plus loin.
Un exemple de procede de fabrication d'un profile en materiau composite 30 dont la section est en forme de T va maintenant etre decrit en mettant en oouvre le dispositif qui vient d'etre decrit.
WO 2020/239611 13 PCT/EP2020/064233 Dans une premiere etape, illustree en reference a la figure 1, le panneau 2 de materiau en feuille est mis en place dans le chassis de support 1.
Le panneau 2 peut etre constitue en dehors du chassis de support 1 en empilant des couches de materiau en feuille, puis etre mis en place entre les organes de maintien 4 de sorte 5 que chaque paire de mars 5 vienne serrer l'extremite 2A, 2B correspondante du panneau 2.
Alternativement, les feuilles de materiau peuvent etre directement drapees dans le chassis de support 1 pour former le panneau 2.
Les feuilles de materiau peuvent ainsi etre fixees une par une sur les aiguilles 6 et, lorsque le panneau 2 est complet, les mars 5 peuvent ensuite etre refermes. D'autres 10 systemes de fixation du panneau 2 aux tringles 11 ou aux bras 10 peuvent alternativement etre utilises.
Dans cet exemple de realisation, le panneau 2 etant realise a partir de feuilles de renfort de pre-impregne, le chassis de support 1 peut etre translate a l'interieur d'un four a l'aide des rails decrits precedemment.
Le panneau 2 est ainsi 15 directement chauffe dans le four pour activer ou melanger la resine des materiaux en feuilles de pre-impregne.
La mobilite du chassis de support 1 lui permet ainsi d'occuper une au plusieurs positions de preparation pour la mise en place du panneau 2 et/ou sa mise en temperature par rechauffement.
Dans une deuxieme etape illustree a la figure 4, le chassis de support 1 est sorti du four et est translate horizontalement selon une direction 31 vers une position de travail ou ii est positionne entre le moule 17 et le contre-moule 18.
Le chassis de support 1 est ensuite translate verticalement vers le bas selon la direction 32. 25 Les tiges d'activation 27 sont positionnees pour etre chacune en vis-a-vis d'un bras 10 de sorte que, lorsque le chassis de support 1 est translate vers le bas, durant une premiere phase de rapprochement du moule 17 et du contre-moule 18, chaque tige d'activation vient repousser vers le haut l'un des bras 10.
Compte tenu du comportement de dispositif a genouillere des leviers 7, les tiges d'activation 27 30 repoussent tout d'abord les bras 10 jusqu'a leur position de changement de point d'equilibre, dans laquelle le bras 10 est aligne avec la ligne droite reliant son pivot 8 WO 2020/239611 14 PCT/EP2020/064233 a son doigt 13.
Lorsque les tiges d'activation 27 repoussent les bras 10 au-dela de cette position d'equilibre, les ressorts 12 agissent alors en rapprochement entre les deux leviers 7 qui passent alors a leur position de repli (voir figure 5).
La translation verticale vers le bas du chassis de support 1, c'est-a-dire en 5 direction du socle 25, est stoppee en fonction de la configuration souhaitee pour le profile.
La distance entre les organes de maintien 4 dans leur position juxtaposee et le socle 25 determine en effet la longueur de l'une des branches de la section du profile fini.
Les figures 6 a 8 sont des vues schematiques de cote illustrant la suite 10 des operations du procede de fabrication.
A partir de la position illustree a la figure 5, le moule 17 va ensuite etre rapproche du contre-moule 18, et done du socle 25.
Comme illustre a la figure 6, les machoires 20 sont toujours dans leur position ecartee sous l'effet des ressorts de rappel 21.
Les machoires 20 sont translatees en direction du socle 25 et s'engagent 15 de part et d'autre des organes de maintien 4 juxtaposes.
Bien que les machoires 20 soient dans leur position ecartee sous l'effet des ressorts de rappel 21, les surfaces paralleles 22 et perpendiculaires 23 commencent a mettre en forme le panneau 2, qui est en forme de boucle, en rapprochant des portions du panneau 2 au fur et a mesure de la translation vers le bas des machoires 20. 20 En reference a la figure 7, la translation vers le bas des machoires 20, en direction du socle 25, mene a une position ou les aretes obliques 28 des machoires 20 viennent au contact des plaquettes 29 des organes de rapprochement 26. A partir de cette position, les inclinaisons identiques deux a deux des aretes obliques 28 et des plaquettes 29 entrainent un rapprochement mutuel des machoires 20 au fur et a 25 mesure du rapprochement entre les machoires 20 et le socle 25, chaque arete oblique 28 glissant sur une plaquette 29.
Le mouvement de translation du moule 17 vers le contre-moule 18 se poursuit jusqu'a la position de la figure 8 dans laquelle le moule 17 et le contremoule 18 ont atteint leur position mutuelle finale determinant l'epaisseur souhaitee 30 pour les trois branches en section du profile en cours de fabrication.
Dans cette position, le materiau en feuille est presse simultanement entre les deux machoires WO 2020/239611 15 PCT/EP2020/064233 20 d'une part et entre les machoires 20 et le socle 25 d'autre part.
Cette position correspond a une position de serrage ou les machoires 20 du moule 17 sont en position resserree et sont disposees en vis-a-vis du socle 25 du contre-moule 18, a une distance correspondant a l'epaisseur souhaitee pour la piece dans la region 5 consideree.
Cette position finale est determinee par la mise en butee des machoires 20 contre les organes de rapprochement 26.
Les cavites 30 des machoires 20 sont prevues pour permettre le serrage du panneau 2 et sa mise en forme sans que les machoires 20 ne touchent les organes de maintien 4. 10 Le panneau 2 etant ainsi mis en forme et maintenu serre entre les machoires 20 et le socle 25, conformement a la figure 8, une derniere operation de durcissement ou de consolidation de la matrice de materiau composite est ensuite mise en oouvre.
Dans le present exemple, le panneau 2 etant forme de feuilles de pre-impregne qui ont ete prealablement passees au four, cette derniere etape 15 consiste en un refroidissement controle de la piece.
En pratique, ce temps de durcissement ou de consolidation est de l'ordre de la minute.
En variante, si le panneau 2 est uniquement realise a partir d'une ou plusieurs feuilles seches de renfort (sans pre-impregnation), une resine liquide peut etre coulee pour impregner le renfort lorsque le dispositif est dans sa position de la 20 figure 8.
La matrice de resine est ensuite durcie par tout moyen connu.
La piece finale est ensuite demoulee simplement en ecartant le moule 17 du contre-moule 18, ce qui provoque egalement l'ecartement des machoires 20 sous l'effet des ressorts de rappel 21.
Les organes de maintien 4 sont ensuite detaches de la piece finie, ou la piece finie est coupee a ce niveau et la piece finie peut 25 ensuite etre extraite du dispositif.
En variante, les organes de maintien 4 peuvent etre detaches des leviers 7 et rester sur la piece finale, offrant ainsi un moyen de prehension et de mise en position de la piece finale par exemple pour des operations subsequentes d'usinage ou definition.
Dans ce cas, les organes de maintien 4 sont detachables des tringles 30 11 ou les tringles 11 sont detachables des bras 10.
WO 2020/239611 16 PCT/EP2020/064233 Des variantes dans la forme du profile en materiau composite dont la section presente trois branches peuvent etre mises en oouvre, comme par exemple la forme en Y representee a la figure 9.
La figure 9 illustre une section d'un profile obtenu avec les memes procedes et dispositifs decrits precedemment, si ce n'est s que les machoires et le socle a ete change.
Le profile de la figure 9 a ete obtenu a partir d'un panneau 2 fait d'une superposition de trois feuilles de materiau en feuille. [Dans l'exemple de la figure 9, le socle 25 est muni d'une nervure 35 dont la section est triangulaire et qui permet de former un decrochement 33 dans la piece finale, ce qui favorise la fabrication d'un profile sans defauts interieurs.
Les 10 machoires 20 permettant de realiser le profile de la figure 9 comprennent chacune un biseau entre sa surface parallele 22 et sa surface perpendiculaire 23, ce biseau correspondant au raccordement oblique 34 de la piece.] Des variantes de realisation du dispositif et du procede de fabrication peuvent etre envisagees sans sortir du cadre de !'invention, par exemple toute forme 1s de machoire 20 et de socle 25 peut etre prevue en fonction d'un profile que l'on souhaite obtenir.
Les surfaces paralleles 22 et perpendiculaires 23 ainsi que la surface du socle 25 peuvent par exemple etre imprimees de motifs ou d'ondulations plutot qu'etre des surfaces planes.
Les trois branches du profile obtenues peuvent de plus presenter un autre angle que ceux presentes ici en exemple, en modifiant 20 par exemple la direction de rapprochement entre le moule et le contre-moule et en adaptant les aretes obliques 28 et le positionnement des plaquettes 29 en consequenc~.]
Claims (25)
- REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d’un profilé en matériau composite dont la section présente trois branches, le procédé comprenant les étapes suivantes : - rapprocher l’un de l’autre deux rebords opposés 5 d’un panneau de matériau en feuille, de sorte que ces deux rebords opposés soient juxtaposés le long d’une direction de juxtaposition ; - déplacer en translation une paire de mâchoires dans une direction perpendiculaire à la direction de juxtaposition, de sorte que la paire de mâchoires se 10 place de part et d’autre desdits rebords opposés juxtaposés, ce déplacement en translation de la paire de mâchoires étant réalisé en direction d’un socle ; - presser simultanément le matériau en feuille entre les deux mâchoires d’une part et entre les mâchoires et le socle d’autre part ; et - finaliser le profilé en matériau composite par durcissement d’une matrice 15 imprégnant le matériau en feuille.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - le procédé comporte, avant l’étape de rapprocher l’un de l’autre deux rebords opposés d’un panneau de matériau en feuille, une étape de fixation d’un 20 organe de maintien sur chacun desdits rebords opposés du panneau de matériau en feuille ; et - l’étape de rapprocher l’un de l’autre deux rebords opposés du panneau de matériau en feuille est réalisée par le rapprochement des organes de maintien et leur passage d’une position de déploiement à une position de repli.
- 3. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre une étape de superposition de feuilles de matériau en feuille pour constituer le panneau de matériau en feuille entre les deux organes de maintien lorsque lesdits deux organes sont en position de déploiement.
- 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre, avant l’étape de rapprocher l’un de l’autre deux rebords opposés d’un 18 panneau de matériau en feuille, une étape de réchauffement du panneau de matériau en feuille, le panneau étant constitué de feuilles de pré-imprégné.
- 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’étape de rapprocher l’un de l’autre deux rebords opposés 5 d’un panneau de matériau en feuille est réalisée durant une première phase de rapprochement de la paire de mâchoires du socle, par l’action de tiges d’activation fixes par rapport au socle. 10
- 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans l’étape de presser simultanément le matériau en feuille entre les deux mâchoires d’une part et entre les mâchoires et le socle d’autre part, le matériau en feuille est pressé entre deux surfaces parallèles entre elles des mâchoires, et en ce que le matériau en feuille est simultanément pressé entre le socle et deux surfaces 15 perpendiculaires aux surfaces parallèles des mâchoires.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors de l’étape de presser simultanément le matériau en feuille entre les deux mâchoires d’une part et entre les mâchoires et le socle d’autre part, le matériau en 20 feuille est pressé contre une nervure située sur le socle et formant un décrochement dans le matériau en feuille.
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, durant l’étape de déplacer en translation une paire de mâchoires dans une 25 direction perpendiculaire à la direction de juxtaposition, les mâchoires sont simultanément rapprochées l’une de l’autre par la coopération d’arêtes obliques solidaires des mâchoires et de plaquettes obliques fixes par rapport au socle.
- 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les mâchoires 30 sont sollicitées vers leur position d’écartement par des ressorts de rappel.
- 10. Dispositif de fabrication d’un profilé en matériau composite dont la section présente trois branches, ce dispositif comportant : 19 - un châssis de support pour un panneau de matériau en feuille, ce châssis de support comportant : un cadre rigide présentant une ouverture centrale pour un panneau de matériau en feuille ; deux organes de maintien adaptées à saisir deux 5 rebords opposés d’un panneau de matériau en feuille ; deux leviers supportant chacun un des organes de maintien, ces leviers étant montés pivotants sur le cadre rigide entre une position de déploiement où les organes de maintien sont écartés l’un de l’autre, et une position de repli où 10 les organes de maintien sont juxtaposés le long d’une direction de juxtaposition ; - un moule muni de deux mâchoires mobiles l’une par rapport à l’autre entre une position écartée et une position resserrée ; - un contre-moule muni d’un socle ; 15 le châssis de support étant adapté à occuper une position de travail dans laquelle il est disposé entre le moule et le contre-moule, le moule et le contre-moule étant mobiles l’un par rapport à l’autre, selon une direction de translation qui est perpendiculaire à la direction de juxtaposition, entre une position d’éloignement mutuel et une position de serrage où les mâchoires du 20 moule sont en position resserrée et sont disposées en vis-à-vis du socle du contremoule.
- 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les organes de maintien sont des pinces formées chacune de deux mors et comportant un moyen 25 de serrage.
- 12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les deux mors sont des barres et comportent des aiguilles s’étendant entre les deux mors.
- 13. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que chaque levier comporte deux bras parallèles entre eux, chaque bras étant relié au cadre rigide par un pivot et les deux bras d’un même levier étant reliés ensemble par une tringle, chaque organe de maintien étant monté sur une de ces tringles.
- 14. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que chaque organe de maintien est relié au levier 5 correspondant par une liaison pivot autour d’un axe parallèle à la direction de juxtaposition.
- 15. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le cadre rigide comporte des butées pour les leviers en position 10 de déploiement.
- 16. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le cadre rigide comporte un support central muni de butées réglables déterminant la position de repli des leviers.
- 17. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que le cadre rigide comporte des pattes de fixation pour sa fixation sur des moyens de translation. 20
- 18. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que le cadre rigide est fixé sur des moyens de translation selon deux directions perpendiculaires à la direction de juxtaposition.
- 19. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 18, 25 caractérisé en ce que le moule comporte un bâti sur lequel sont montées mobiles en translation les deux mâchoires sollicitées vers leur position écartées par des ressorts de rappel.
- 20. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 19, 30 caractérisé en ce que les mâchoires comportent chacune une cavité de contournement des organes de maintien lorsque le moule et le contre-moule sont dans leur position de serrage. 21
- 21. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 20, caractérisé en ce que chaque mâchoire comporte une première surface, les deux premières surfaces des mâchoires étant parallèles, situées en vis-à-vis l’une de l’autre et adaptées à serrer entre elles un panneau de matériau en feuille lorsque les mâchoires sont dans leur position resserrée et en ce que chaque 5 mâchoire comporte une deuxième surface perpendiculaire à la première surface, les deuxièmes surfaces des deux mâchoires étant adaptées à serrer entre elles et le socle un panneau de matériau en feuille lorsque le moule et le contre-moule sont dans leur position de serrage.
- 22. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 21, caractérisé en ce que le contre-moule comporte un bâti sur lequel le socle est monté de manière amovible. 15
- 23. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 22, caractérisé en ce que le châssis de support comporte des moyens élastiques à genouillère sollicitant les leviers vers l’une ou l’autre des positions de déploiement et de repli. 20
- 24. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 23, caractérisé en ce que le contre-moule comporte des tiges d’activation sollicitant les leviers de leur position de déploiement vers leur position de repli lorsque le moule et le contre-moule sont translatés en direction de leur position de serrage. 25
- 25. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 10 à 24, caractérisé en ce que le châssis de support présente : - une position de travail dans laquelle le châssis de support est disposé entre le moule et le contre-moule ; et - une position de préparation où le châssis de support est à l’écart de 30 l’espace entre le moule et le contre-moule.
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| FR1905615A FR3096607B1 (fr) | 2019-05-28 | 2019-05-28 | procédé et dispositif de fabrication d’un profilé en matériau composite dont la section présente trois branches |
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Publications (2)
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|---|---|
| CA3140440A1 CA3140440A1 (fr) | 2020-12-03 |
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