FR2720028A1 - Procédé de moulage par injection utilisant un moule à volume variable et outillage de moulage utilisable dans ce procédé. - Google Patents

Abstract

Pour fabriquer une pièce en matériau composite à performances mécaniques élevées, par un procédé de moulage par injection de résine sous basse pression, il est proposé d'utiliser un moule (10) à volume variable. Une armature fibreuse est placée dans le moule (10) alors que celui-ci présente un volume de moulage (V) supérieur à celui de la pièce à réaliser. Après injection de la résine, mais avant sa polymérisation, le volume de moulage (V) est réduit, par exemple par gonflement de vessies (46). On obtient ainsi une pièce présentant un taux volumique de fibres élevé (supérieur à 55 %), mais dont l'imprégnation en résine est totale.

Description

PROCEDE DE MOULAGE PAR INJECTION UTILISANT UN MOULE A
VOLUME VARIABLE ET OUTILLAGE DE MOULAGE UTILISABLE DANS CE
PROCEDE.

DESCRIPTION
L'invention concerne un procédé de moulage par injection adapté à la fabrication de pièces en matériau composite de géométrie quelconque, présentant dans la majeure partie de leur volume un taux de fibres élevé (supérieur à 55 % en volume).

L'invention concerne également un outillage de moulage comportant un moule à volume variable conçu spécialement pour la mise en oeuvre de ce procédé.

L'invention s'applique à tous les domaines industriels dans lesquels il apparaît souhaitable de pouvoir disposer de structures légères présentant une résistance spécifique élevée. Parmi ces domaines, on citera notamment toutes les industries du transport et en particulier les industries aéronautique et spatiale ainsi que les industries automobile et ferroviaire.

Un souci de légèreté combiné avec des exigences de résistance structurelle élevée conduisent de plus en plus fréquemment à remplacer les structures métalliques par des structures en matériau composite. Ces dernières structures sont formées d'une armature fibreuse constituée de fibres organiques ou minérales continues, noyée dans une matrice de résine organique.

Dans l'industrie aéronautique, la plupart des structures réalisées en matériau composite sont mises en forme par la technique du moulage à l'autoclave de pièces drapées. Selon cette technique, on drape d'abord sur une matrice présentant une forme complémentaire de celle de la pièce à réaliser différentes couches de fibres préimprégnées de résine, selon l'épaisseur désirée. On procède ensuite à la polymérisation de la résine en autoclave en maintenant l'empilement de couches sous pression, par exemple en plaçant les couches drapées sous une membrane dont le bord est raccordé de façon étanche sur la matrice, puis en faisant le vide dans l'espace ainsi délimité entre la membrane et la matrice.

Cette technique du moulage à l'autoclave permet la réalisation de pièces composites de géométrie simple et de bonne qualité, notamment en ce qui concerne leur performance mécanique. Cependant, sa mise en oeuvre en est longue et coûteuse, ce qui la rend difficilement compatible avec des exigences d'industrialisation, d'automatisation et de réduction des coûts.

Compte tenu des limites industrielles évidentes du procédé de moulage à l'autoclave de pièces drapées, ce procédé tend à être progressivement abandonné pour des pièces complexes au détriment du procédé de moulage par injection de résine basse pression.

Ce dernier procédé, généralement appelé procédé RTM (de l'anglais "Resin Transfert Molding"), consiste à placer dans un moule une armature fibreuse formée de fibres organiques ou minérales continues non imprégnées de résine, puis à injecter dans le moule fermé une résine organique, à basse pression (généralement entre 3,5 et 4,5 bars absolus) . L'injection de la résine est immédiatement suivie d'un cycle de polymérisation qui dépend de la nature de la résine utilisée.

Ce procédé RTM est particulièrement adapté à la fabrication, en moyennes séries, de pièces de faibles ou moyennes dimensions de structures géométriques complexes, en une seule étape. Les pièces peuvent être monolithiques ou sandwiches et il est possible d'intégrer des inserts.

L'obtention de pièces présentant des caractéristiques mécaniques élevées conduit à utiliser des résines particulières et surtout à rendre l'armature fibreuse plus performante grâce à l'utilisation de fibres tissées ou cousues et à des taux de fibres élevés (supérieurs à 55 % en volume).

Cependant, l'augmentation du taux volumique des fibres rend très difficile, voir impossible, l'imprégnation par la résine de l'armature fibreuse, lorsque cette dernière occupe la quasi totalité du volume du moule. Il n'est donc pratiquement pas possible de fabriquer par le procédé RTM des pièces présentant des caractéristiques de résistance spécifique élevée, lorsque les dimensions de ces pièces deviennent trop grandes. En d'autres termes. La qualité de la pièce est remise en cause dès que les dimensions de celle-ci deviennent trop importantes pour garantir un remplissage total de l'armature fibreuse compactée, par la résine.

L'invention a précisément pour objet un nouveau procédé de moulage par injection permettant de fabriquer des pièces en matériau composite à performances mécaniques élévées sans que le taux volumique de fibres élevé imposé par ces performances n'entrave l'imprégnation de l'armature fibreuse par la résine et, par conséquent, sans limiter l'utilisation de ce procédé à la fabrication de pièces hautes performances de petites dimensions.

Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de moulage par injection d'une pièce en matériau composite comprenant une armature fibreuse noyée dans une matrice de résine, selon lequel on place l'armature fibreuse dans un moule, puis on ferme le moule et on injecte la résine dans ce dernier, de façon à obtenir une armature fibreuse imprégnée de résine, caractérisé par le fait qu'on utilise un moule à volume variable auquel on donne un premier volume, supérieur à celui de la pièce à réaliser, avant de placer l'armature fibreuse dans ce moule, puis un deuxième volume sensiblement égal à celui de la pièce à réaliser, après avoir injecté la résine, de façon à compacter l'armature fibreuse imprégnée de résine.

L'utilisation d'un moule à volume variable permet d'injecter la résine dans le moule alors que l'armature fibreuse n'est pas fortement compactée.

L'imprégnation de cette armature par la résine peut donc se faire dans des conditions satisfaisantes. L'obtention d'un taux volumique de fibres élevé est assurée en réduisant ensuite le volume du moule avant que le cycle de polymérisation de la résine ne soit appliqué.

Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, on utilise un moule équipé intérieurement d'au moins une vessie gonflable initialement dégonflée, que l'on gonfle après avoir injecté la résine, de préférence en lui appliquant une pression prédéterminée, choisie selon les dimensions que l'on désire donner à la pièce.

Le procédé selon l'invention est avantageusement appliqué à la fabrication d'une pièce telle qu'un panneau équipé de raidisseurs, comportant au moins une région en forme de plaque (plane ou non). Dans ce cas, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de trois manières différentes - une première technique consiste à mouler ladite région
en forme de plaque entre une première partie
indéformable du moule et la vessie gonflable, cette
dernière prenant appui sur une deuxième partie
indéformable du moule - une autre technique consiste à mouler la région en
forme de plaque entre une première partie indéformable
du moule et un noyau indéformable, ce dernier prenant
appui contre une deuxième partie indéformable du moule
par l'intermédiaire de la vessie gonflable ; et - une troisième technique consiste à mouler la région en
forme de plaque entre une première partie indéformable
du moule et la vessie gonflable, cette dernière étant
armée et prenant appui sur une deuxième partie
indéformable du moule par l'intermédiaire d'une chambre
sous pression.

L'invention a aussi pour objet un outillage de moulage pour la fabrication d'une pièce en matériau composite selon le procédé précité. Cet outillage comprend un moule formé d'au moins deux parties indéformables aptes à être reliées fixement l'une à l'autre par des moyens de fermeture, pour délimiter un volume de moulage dans lequel est reçue ladite armature fibreuse, et des moyens d'injection de la résine dans ce volume de moulage, caractérisé par le fait qu'il comprend de plus au moins une vessie gonflable interposée entre ce volume de moulage et l'une des parties indéformables du moule.

On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différentes formes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'-un moule formant l'élément essentiel d'un outillage de moulage par injection d'une pièce en matériau composite selon une première forme de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1
- la figure 3 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle d'une partie du moule de la figure 1
- la figure 4 est une vue en coupe transversale comparable à la figure 1 illustrant une deuxième forme de réalisation de l'invention ; et
- la figure 5 est une vue en coupe transversale comparable à la figure 1 illustrant une troisième forme de réalisation de l'invention.

Une première forme de réalisation d'un outillage de moulage conforme à l'invention va à présent être décrite en se référant aux figures 1 à 3.

Cette forme de réalisation concerne la fabrication d'une pièce constituée par un panneau autoraidi, c'est-à-dire un panneau plan comportant des raidisseurs à angle droit sur l'une de ses faces. Il est important de noter que la fabrication de cette pièce n'est donnée qu'à titre d'illustration non limitative, le procédé selon l'invention pouvant être utilisé pour fabriquer des pièces de formes quelconques (compactes, allongées, non développables, etc.), l'outillage de moulage étant alors adapté à la forme de la pièce tout en restant conforme au principe de l'invention.

Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3, l'outillage de moulage comporte un moule 10 composé principalement de deux parties indéformables constituées par une partie de fond 12 et par un couvercle 14.

Lorsque la pièce que l'on désire fabriquer est un panneau plan autoraidi, comme l'illustrent les figures 1 à 3, la partie de fond 12 comprend une plaque plane rectangulaire 16 ainsi qu'un cadre rectangulaire 18 fixé de façon étanche sur la face supérieure plane de la plaque 16, le long de son bord périphérique. Le couvercle 14 est constitué quant à lui par une plaque rectangulaire plane, dont les dimensions sont les mêmes que celles de la plaque 16. La partie de fond 12 et le couvercle 14 sont des pièces métalliques, par exemple en acier.

Le couvercle 14 est prévu pour être fixé de façon démontable sur la partie de fond 12 par des moyens de fixation démontables (non représentés) tels que des boulons, des goujons, etc.. Lorsque le couvercle 14 est fixé sur la partie de fond 12, il est en appui étanche contre un joint d'étanchéité 20 logé dans une gorge formée sur le bord supérieur du cadre 18. Les deux parties 12 et 14 du moule 10 délimitent alors entre elle un espace clos dans lequel sont placés différents accessoires servant notamment à délimiter dans cet espace un volume de moulage
V dont la forme détermine la géométrie de la pièce à fabriquer.

Ces accessoires comprennent notamment des noyaux d'indexage 22. Plus précisément, si le panneau autoraidi que l'on désire fabriquer comporte n raidisseur, on place à l'intérieur du moule n + 1 noyaux 22. Dans la forme de réalisation représentée, tous les noyaux d'indexage 22 sont identiques et chacun d'entre eux comporte une face inférieure plane 22a et deux faces latérales planes 22b perpendiculaires à cette face inférieure plane (figure 3).

Lorsque les noyaux d'indexage 22 sont en place, leurs faces inférieures planes 22a sont situées dans un même plan parallèle à la face supérieure plane 16a de la plaque 16, pour ménager un espace correspondant à la partie plane du panneau à fabriquer.

Par ailleurs, les faces latérales 22b en vis-à-vis de deux noyaux d'indexage 22 consécutifs sont parallèles entre elles et espacées l'une de l'autre d'une même distance pour ménager un espace correspondant aux raidisseurs du panneau à fabriquer.

Comme l'illustre plus précisément la figure 2, le positionnement des noyaux d'indexage 22 dans la partie de fond 12 est assuré par deux règlettes 28, reçues sans jeu dans cette partie de fond 12, le long des extrémités des noyaux 22. Plus précisément, des doigts d'indexage 24 et 26 font saillie à chacune des extrémités des noyaux d'indexage 22 et sont reçus sans jeu dans des encoches 28a, ouvertes vers le haut, formées dans les règlettes 28.

Les réglettes 28 sont elles-mêmes placées sur des cales planes 30 de bordure de pièce qui reposent sur la plaque 16 et sont en appui contre la face intérieure du cadre 18.

Des jeux de cales 32 présentant des faces complémentaires inclinées sont également interposées entre les réglettes 28 et le cadre 18, pour faciliter le démoulage. De façon comparable et comme l'illustre la figure 1, des jeux de cales 34 présentant des faces complémentaires inclinées sont aussi interposées latéralement entre le cadre 18 et les faces latérales 22b des noyaux d'indexage 22 les plus proches de ce cadre, pour faciliter le démoulage. Les cales 34 adjacentes aux noyaux d'indexage 22 comportent des parties planes, de même épaisseur que les cales 30, qui se prolongent latéralement sous les noyaux d'indexage 22 adjacents. Avec les cales planes 30, ces parties planes des cales 34 délimitent le contour du volume de moulage V.

L'injection de la résine dans le moule 10 se fait à partir d'un appareil d'injection classique 36, sous faible pression (par exemple, environ 3,5 à 4,5 bars absolus) et à une température qui dépend de la nature de la résine (par exemple, environ 130 à 150 C). L'appareil d'injection 36 communique par un tube 37 avec un passage 38 formé au centre de l'une des branches latérales du cadre 18, comme le montre la figure 1. Ce passage 38 débouche dans des canaux de distribution 40 formés sur les faces inférieures des cales 34 adjacentes, le long de la plaque 16. La répartition de ces canaux 40 permet d'injecter la résine dans le volume de moulage V de façon uniforme sur toute la longueur du noyau d'indexage le plus proche du passage 38.

Des canaux 42 sont réalisés de façon similaire sur les faces inférieures des cales 36 situées à l'opposé du passage 38, de façon à drainer les gaz contenus dans le volume de moulage V vers un circuit de vide 43. A cet effet, le circuit de vide 43 communique par un tube 44 avec un passage 45 formé au centre de la branche latérale du cadre 18 opposée à la branche dans laquelle est formé le passage 38.

Conformément à l'invention, le moule 10 est en outre équipé de moyens permettant d'en faire varier le volume de moulage V, compris entre la plaque 16 et les noyaux d'indexage 22 et délimité par les cales 30 et 34. A cet effet, le moule 10 est équipé intérieurement de parois mobiles permettant de faire varier l'épaisseur de l'espace formé entre les noyaux d'indexage 22 et la plaque 16 ainsi que l'épaisseur des espaces formés entre les noyaux d'indexage 22 adjacents.

Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3, ces parois mobiles sont constituées par des vessies gonflables 46. Plus précisément, une vessie 46 est associée à chacun des noyaux d'indexage 22 de façon à en recouvrir la face inférieure plane 22a ainsi que les deux faces latérales planes 22b et les deux faces d'extrémité (non référencées) . Afin que l'espace entre chacune des vessies 46 et le noyau d'indexage 22 qui la supporte soit parfaitement étanche, le bord périphérique de chaque vessie 46 est emprisonné entre la face supérieure du noyau d'indexage 22 qui la supporte et un cadre support 48. Le cadre support 48 peut notamment être fixé le long de la périphérie de la face supérieure du noyau d'indexage 22 par des vis 50, comme l'illustre plus précisément la figure 3.

Pour permettre le gonflage de chacune des vessies 46 portées par les noyaux d'indexage 22, l'outillage de moulage comporte des moyens de gonflage de ces vessies, illustrés schématiquement en 52 sur la figure 2. Ces moyens de gonflage 52 constitués par exemple par une source d'air comprimé, sont reliés par un ensemble de tuyaux 54 à des raccords pneumatiques 56 qui traversent de façon étanche le cadre 18, en face de chacun des doigts d'indexage 24. Chacun des raccords pneumatiques 56 est raccordé sur le doigt d'indexage 24 en vis-à-vis par un manchon 58 souple et étanche.

Chacun des doigts d'indexage 24 est tubulaire, de façon à présenter intérieurement un passage 60 faisant communiquer l'intérieur du manchon 58 avec un passage 60 formé dans le noyau d'indexage 22 correspondant. Ce passage 60 débouche sur la face inférieure du noyau d'indexage pour communiquer avec un réseau de rainures de répartition superficielles 62 (figure 3) formé sur les faces inférieure et latérales 22b du noyau d'indexage. La distribution de l'air comprimé en provenance de la source 52 est ainsi assurée entre chaque noyau d'indexage 22 et la vessie gonflable 46 qu'il supporte, de façon à permettre un gonflage de cette dernière à la fois sur les faces inférieure et latérales des noyaux d'indexage.

Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3, les noyaux d'indexage 22 sont maintenus en position lors du moulage par l'application d'une pression entre ces noyaux et le couvercle 14. A cet effet, une source d'air comprimé 64 (figure 2) est reliée par un tube 66 à un réseau de canaux de distribution 68 formé dans le couvercle 14. Ce réseau de canaux débouche au-dessus de chacun des noyaux d'indexage 22, dans un espace 80 délimité par un évidement central formé sur la face supérieure de chacun de ces noyaux.

L'étanchéité des espaces 80 vis-à-vis du volume de moulage V est assurée par des joints d'étanchéité souples 70 logés dans chacun des cadres supports 48, qui présentent à cet effet une section en forme de U.

Afin de compléter l'outillage de moulage selon l'invention, on voit sur la figure 3 qu'une cale 72 à section en forme de T est placée entre chaque paire de noyaux d'indexage 22 adjacents et le couvercle 14. Ces cales 72 limitent notamment la hauteur de chacun des raidisseurs du panneau autoraidi à fabriquer. Un tissu de drainage 74 dont la fonction apparaîtra ultérieurement est placé entre chacune des cales 72 et la vessie gonflable 46.

La mise en oeuvre de l'outillage de moulage qui vient d'être décrite en se référant aux figures 1 à 3 va à présent être exposée.

Au cours d'une étape préparatoire, le moule 10 est ouvert et les noyaux d'indexage 22 enlevés. Une armature fibreuse (non représentée) fabriquée séparément est alors mise en place dans le volume V. Cette armature fibreuse, constituée de fibres organiques ou minérales continues, non imprégnées de résine, peut notamment être obtenue par tissage et/ou par couture. En l'absence de compactage, le taux volumique de fibres de cette armature est sensiblement inférieur au taux volumique de fibres que l'on désire obtenir dans la pièce à fabriquer.

Les noyaux d'indexage 22 sont ensuite mis en place, de même que tous les autres accessoires prévus pour être placés à l'intérieur du moule 10 conformément à la description faite précédemment. En particulier, l'opérateur place les cales 72 ainsi que les tissus 74 de la manière décrite en se référant à la figure 3.

Le moule 10 est alors fermé en fixant le couvercle 14 de façon étanche sur la partie de fond 12 du moule.

A ce stade, il est important d'observer que l'armature fibreuse placée dans le volume de moulage V n'a pratiquement pas été compactée.

Le volume V est mis sous vide par la mise en oeuvre du circuit de vide 43, puis l'injection de la résine sous faible pression (par exemple 3,5 à 4,5 bars absolus) est effectuée à partir de l'appareillage d'injection 36, d'une manière uniforme sur toute la longueur du moule grâce aux canaux de distribution 40.

Etant donné que le taux volumique de fibres de l'armature fibreuse présente dans le volume de moulage V est encore relativement faible, la résine pénètre dans toute la masse de l'armature malgré la faible pression d'injection, quelle que soit la géométrie de la pièce et même si la taille de celle-ci est relativement importante.

Lorsque l'injection de la résine est terminée, ce qui est contrôlé par la mesure du volume de résine injecté dans le moule 10, ou par la sortie de résine par le tube 44, le volume de moulage V occupé par l'armature fibreuse imprégnée de résine est diminué en deux phases.

Dans un premier temps, la source d'air comprimé 64 est actionnée et reliée au réseau de canaux de distribution 68 afin de réaliser un positionnement précis des noyaux d'indexage 22 par la venue en butée des doigts d'indexage 24 et 26 dans le fond des encoches 28a formées dans les réglettes 28. A titre d'illustration, ce positionnement peut être assuré par une mise en pression d'environ 7 bars des espaces 80. Un compactage de la partie plane du panneau est ainsi réalisé.

Dans un deuxième temps, le gonflement des vessies 46, sous l'effet d'une mise en oeuvre de la source d'air comprimé 52 permet de réaliser un compactage des raidisseurs, dans le sens de leur épaisseur. L'étendue de ce compactage peut notamment être contrôlée en appliquant dans les vessies gonflables 46 une pression prédéterminée, par exemple d'environ 6 bars.

Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3, l'excédent de résine qui doit s'échapper du volume de moulage V, lorsque celui-ci est réduit par le gonflage des vessies 46, est drainé par les tissus 74 (figure 3) dans des zones d'évent 75 formées entre les cales 72, le couvercle 14, les joints d'étanchéité 70 et les vessies 46.

Lorsque cette étape de compactage est terminée, le taux volumique de fibres dans l'ébauche de pièce est supérieur à 55 *. Cependant, du fait que la résine a été injectée dans une armature fibreuse non compactée, la parfaite imprégnation de cette armature par la résine est assurée.

La fabrication de la pièce se poursuit ensuite de façon classique par la polymérisation de la résine.

Celle-ci est effectuée en faisant subir à l'ébauche de pièce placée dans le moule 10 un cycle de polymérisation qui dépend de la nature de la résine.

Lorsque ce cycle de polymérisation est terminé, le moule 10 est ouvert et la pièce terminée facilement démoulée grâce aux formes particulières données aux cales 32 et 34.

Une deuxième forme de réalisation de l'invention va à présent être décrite, toujours dans le cadre de la fabrication d'un panneau plan autoraidi, en se référant à la figure 4.

Comme dans la première forme de réalisation de l'invention, l'outillage de moulage comprend un moule 10 formé principalement d'une partie de fond 12 et d'un couvercle 14. Des noyaux d'indexage 22 sont également placés à l'intérieur du moule 10, afin de délimiter entre eux et avec la plaque 16 de la partie de fond 12 le volume de moulage V dans lequel est moulée la pièce.

Dans cette deuxième forme de réalisation de l'invention, au lieu d'être placées entre les noyaux d'indexage 22 et le volume V, les vessies gonflables 46 sont interposées entre le couvercle 14 et les noyaux d'indexage 22 et entre les deux branches latérales du cadre 18 de la partie de fond 12 et les noyaux d'indexage 22. En outre, dans cet agencement les noyaux d'indexage 22 sont placés dans le moule de façon mobile ou flottante aussi bien dans le sens vertical que dans le sens latéral.

Des languettes élastiques 76, réalisées par exemple en acier, chevauchent les bords supérieurs adjacents des noyaux d'indexage 22, au-dessus des parties du volume de moulage V correspondant aux raidisseurs de la pièce à fabriquer et des évents 78 sont formés sur la face supérieure de chacun des noyaux d'indexage 22, à proximité de ces languettes 76.

La mise en oeuvre de l'outillage de moulage qui vient d'être décrit brièvement en se référant à la figure 4 est dans l'ensemble comparable à celle de l'outillage décrit précédemment en se référant aux figures 1 à 3.

Ainsi, la fabrication de la pièce commence par la réalisation d'une armature fibreuse qui est mise en place dans le volume de moulage V, après ouverture du moule 10 et enlèvement des noyaux d'indexage 22. Ces derniers sont ensuite mis en place, ainsi que les languettes 76 et les vessies gonflables 46, après quoi le moule est fermé par la fixation étanche de son couvercle 14 sur sa partie de fond 12.

L'injection de la résine sous basse pression et à une température qui dépend de la nature de la résine utilisée s'effectue alors par un circuit comparable à celui qui a été décrit en détail en se référant aux figures 1 à 3. L'imprégnation de l'armature fibreuse par la résine est complète, du fait que l'armature n'est pas encore comprimée. Il est à noter que la faible pression d'injection de la résine est insuffisante pour soulever les languettes souples 76, de sorte que l'étanchéité du volume de moulage V est alors préservée.

L'opération de compactage ayant pour effet de réduire le volume de moulage V et d'accroître le taux volumique de fibres dans la pièce est ensuite réalisée par gonflement des vessies 46. Sous l'effet de ce gonflement, les noyaux d'indexage 22 se déplacent légèrement vers le bas et latéralement vers l'intérieur du moule, de façon à réduire l'épaisseur de la partie plane du panneau moulé ainsi que celle des raidisseurs. A la fin de cette opération, l'ébauche de pièce présente un taux volumique de fibres élevé, supérieur à 55 *.

Lors de cette opération de compactage, l'excédent de résine est évacué vers les évents 78 sous l'effet du soulèvement des languettes souples 76 provoqué par la pression plus élevée (5 à 7 bars) appliquée lors du compactage.

La figure 5 illustre schématiquement une troisième forme de réalisation de l'invention, appliquée ici encore à la fabrication d'un panneau autoraidi.

Comme dans les deux formes de réalisation déjà décrites, l'outillage de moulage comporte un moule 10 formé principalement d'une partie de fond 12 et d'un couvercle 14. Dans ce cas, les noyaux d'indexage 22 sont supprimés et le volume de moulage V correspondant à la pièce à fabriquer est délimité directement entre la plaque 16 de la partie de fond 12 et une vessie 46, armée par des raidisseurs internes de façon à présenter la forme désirée.

L'espace 80, délimité entre la vessie gonflable 46 et le couvercle 14 du moule 10, est alimenté en air comprimé par des canaux de distribution 68 reliés à une source d'air comprimé 64, comme dans la première forme de réalisation décrite.

La mise en oeuvre de l'outillage de moulage qui vient d'être décrit en se référant à la figure 5 est comparable à celle des outillages de moulage décrits précédemment.

Ainsi, après avoir ouvert le moule 10, l'opérateur place dans la partie correspondant au volume de moulage V l'armature fibreuse fabriquée séparément.

Cette armature fibreuse est ensuite recouverte par la vessie armée 46, après quoi le couvercle 14 du moule est remis en place pour fermer ce dernier de façon étanche.

L'espace 80 est alors mis en pression afin de maintenir la vessie armée 46 plaquée contre l'armature fibreuse, sans compacter cette dernière. Une pression d'environ 7 bars peut être appliquée à cet effet. Après mise sous vide du volume de moulage V, la résine est injectée sous faible pression et à la température adaptée, de façon à remplir en totalité l'armature fibreuse non compactée.

La vessie 46 est ensuite gonflée, de façon à compacter l'ébauche de pièce en réduisant le volume de moulage V dans le sens de l'épaisseur de la partie plane et des raidisseurs du panneau. Un taux volumique de fibres élevé, supérieur à 55 % est ainsi obtenu sans que l'imprégnation de l'armature fibreuse par la résine n'en soit affectée.

Au cours de l'opération de compactage, l'excédent de résine peut être évacué vers des évents par des systèmes appropriés, non illustrés sur la figure 5, placés par exemple aux extrémités de la pièce.

Comme on l'a déjà indiqué, l'invention n'est pas limitée à la fabrication de panneaux autoraidis, mais concerne la fabrication de toute pièce en matériau composite, quelle que soit sa géométrie et même si les dimensions de cette pièce sont relativement importantes.

Par ailleurs, bien que toutes les formes de réalisation décrites utilisent des vessies gonflables, il est important d'observer que la variation du volume utile du moule nécessaire au compactage peut être obtenue par l'utilisation de parois mobiles de natures différentes telles que des parois rigides coulissantes.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de moulage par injection d'une pièce en matériau composite comprenant une armature fibreuse noyée dans une matrice de résine, selon lequel on place l'armature fibreuse dans un moule (10), puis on ferme le moule et on injecte la résine dans ce dernier, de façon à obtenir une armature fibreuse imprégnée de résine, caractérisé par le fait qu'on utilise un moule à volume de moulage V variable auquel on donne un premier volume, supérieur à celui de la pièce à réaliser, avant de placer l'armature fibreuse dans ce moulue, puis un deuxième volume sensiblement égal à celui de la pièce à réaliser, après avoir injecté la résine, de façon à compacter l'armature fibreuse imprégnée de résine.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise un moule (10) équipé intérieurement d'au moins une vessie gonflable (46) initialement dégonflée, que l'on gonfle après avoir injecté la résine.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on gonfle la vessie (46) en lui appliquant une pression prédéterminée.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, appliqué à la fabrication d'une pièce comportant au moins une région en forme de plaque, caractérisé par le fait qu'on moule ladite région entre une première partie (16) indéformable du moule et la vessie gonflable (46), cette dernière prenant appui sur une deuxième partie (22) indéformable du moule.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, appliqué à la fabrication d'une pièce comportant au moins une région en forme de plaque, caractérisé par le fait qu'on moule ladite région entre une première partie (16) indéformable du moule et un noyau mobile indéformable (22), ce dernier prenant appui contre une deuxième partie (14) indéformable du moule par l'intermédiaire de la vessie gonflable (46).

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, appliqué à la fabrication d'une pièce comportant au moins une région en forme de plaque, caractérisé par le fait qu'on moule ladite région entre une première partie (16) indéformable du moule et la vessie gonflable (46), cette dernière étant armée et prenant appui sur une deuxième partie (14) indéformable du moule par l'intermédiaire d'une chambre sous pression (80)

7. Outillage de moulage pour la fabrication d'une pièce en matériau composite selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moule (10) formé d'au moins deux parties indéformables (12,14) aptes à être reliées fixement l'une à l'autre par des moyens de fermeture, pour délimiter un volume de moulage (V) dans lequel est reçue ladite armature fibreuse, et des moyens d'injection (37) de la résine dans ce volume de moulage, caractérisé par le fait qu'il comprend de plus au moins une vessie gonflable (46) interposée entre ce volume de moulage (V) et une première (14) desdites parties indéformables du moule.

8. Outillage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la vessie gonflable (46) est en appui sur un noyau indéformable (22) prenant lui-même appui sur la première partie indéformable (14) du moule.

9. Outillage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la vessie gonflable (46) est interposée entre un noyau mobile indéformable (22) et la première partie indéformable (14) du moule.

10. Outillage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la vessie gonflable (46) est armée et séparée de la première partie indéformable (14) du moule par une chambre sous pression (80).