WO2013190221A1 - Procede de fabrication d'une armature textile de renforcement pour materiaux composites, et armature ainsi obtenue - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the field of reinforcement used for the manufacture of composite materials that can be used to produce rigid structures. More particularly, it relates to reinforcements having high performance mechanical properties, combined with three-dimensional geometries that can be complex.
- Such an armature is based on a structure as described in EP 0 395 548.
- This type of reinforcement comprises a draining core, combined with two reinforcing layers intended to be impregnated with a sand thermoset resin which is distributed over the all of the piece to be made by circulating inside the draining layer.
- the reinforcements as described in EP 0 395 548 have a disadvantage of aesthetic order. More specifically, the outer layers, which impregnate resin to impart the mechanical properties to the composite structure, have a relatively irregular surface condition. Indeed, these outer layers are made based on relatively large title fibers, so that they are relatively thick, and appear on the apparent face of the structure.
- the invention therefore aims to solve all the problems mentioned above by providing a textile reinforcement which has both good deformation capacity, while maintaining a very homogeneous exterior appearance.
- the invention relates to a method of manufacturing reinforcement textile reinforcement for composite materials, comprising a core and at least one reinforcing layer based on a mat of cut fibers.
- this method comprises the following steps during which:
- ⁇ is deposited on the first reinforcing layer a second layer of reinforcement formed of a mat of fibers of a second type
- the second reinforcing layer is secured by needling to the first reinforcing layer.
- the fibers of the first and second types may differ in one of the following parameters: their title, their length or their density.
- the invention consists in producing the reinforcement using a reinforcing layer which consists of at least two distinct elementary layers, with slightly different properties with respect to the behavior with respect to the resin, and therefore the final mechanical properties of the composite structure.
- an outer layer formed of a surface web In this case, the surface web is deposited on the second reinforcing layer, and the assembly formed by the web and the second reinforcing layer is secured to the first reinforcing layer by needling.
- the reinforcement thus produced makes it possible to obtain particularly homogeneous surface conditions, since the surface veil is not secured to the entirety of the layers of the reinforcement, but essentially to that on which it rests .
- the needling of the second reinforcing layer may penetrate the core in a shallower manner than the needling of the first reinforcing layer.
- the outermost reinforcing layer is slightly secured to the core layer, but with a lower gripping force than that which connects the inner reinforcing layer and the core.
- the needling of the second reinforcing layer penetrates only into the first reinforcing layer, without reaching the central core.
- the invention thus also covers a reinforcing reinforcement for composite materials which comprises:
- a first reinforcing layer made of a mat consisting of staple fibers of a first type
- This second reinforcing layer being secured to the first reinforcing layer by needling.
- the length of the cut fibers of the first type may be less than the length of the fibers of the second type.
- the elementary reinforcing layer which is located closest to the core has fibers of shorter length, to allow the passage of the resin in the direction of the outermost reinforcing layer, made from longer fibers or more densely distributed.
- the armature may comprise an outer layer formed of a fibrous web based on fibers of a lower titre than that of the fibers of the reinforcing layers, and secured to the second reinforcing layer with the first reinforcing layer.
- Figure 1 is a schematic view of an installation for implementing the method according to the invention.
- FIGS 2 and 3 are schematic sectional views of the frame according to the invention made according to variants concerning the needling steps.
- the thicknesses of the various layers shown in the figures are given for information only to facilitate understanding of the invention, and may differ from reality.
- the installation 1 comprises a first feed station 2 in a layer 3 intended to form the core of the future reinforcement.
- this layer 3 is made beforehand, and is then unwound at the entrance of the installation 1. It could of course be carried out continuously just upstream of the installation 1.
- the installation 1 then comprises a station 4 through which fibers 5 are cut to form segments which are deposited in mat on the core layer 3. These fibers 5 are obtained from continuous yarns 6 of a high tenacity material such as in particular glass, or the like. Downstream of the station 4, there is a first needling station 8 which makes it possible to join the reinforcing layer 7 to the core 3.
- the title of the yarn 12 as well as the length of the cut fibers may vary, as may the density of the deposited fibers.
- a post located downstream 16 is proceeded to the establishment of a web of surface 14, made from synthetic fibers of low title, with respect to the fibers used to produce the reinforcing layers 7, 14.
- the surface web 17 is unwound from a roll of material made independently. This surface veil may be optional, and not be used in certain applications, in particular those requiring high deformability of the reinforcement before impregnation.
- the installation comprises a second needling station 20 which makes it possible to secure the entire surface veil 17 and the layer 14 issuing from the station 10, with respect to the assembly formed of the first reinforcing layer 7 and the core 3.
- the needling conditions of the station 20 differ from those of the first one. 4.
- needling should be preferred, the depth of which penetration is smaller, so as to limit the feed of the fibers of the upper layers in the soul.
- the frame must be returned or undergo other treatments for the opposite side.
- the installation 1 described in FIG. 1 shows a continuous manufacture in which the two needles intervene simultaneously as production proceeds, but it is also possible that the core 3 and the first reinforcing layer 7 is performed in an operation independent of the second needling.
- the core 3 and the first reinforcing layer 7 is performed in an operation independent of the second needling.
- the core layer 103 is associated in a first step with a first reinforcing layer 107, by a needling which causes the entrainment of certain fibers 108 of the layer 107 inside the core 103, as shown schematically.
- the second reinforcing layer 114 and the surface web 117 are deposited on the first reinforcing layer 107, and a second needling is performed.
- This needling causes the displacement of certain fibers of the surface web 117, or even of the second reinforcing layer 114 inside the first reinforcing layer 107, without this penetrating into the thickness of the coating layer.
- the first reinforcing layer 207 is secured to the core 203 in a similar way, with the passage of some fibers 208 of the reinforcing layer 207 inside the core 203.
- the second needling causes the driving of some surface web fibers 218 217, and possibly the reinforcing layer 214 through the first layer of reinforcement 207, and also a fraction of the thickness of the core layer 203.
- a first layer is formed based on synthetic threads of 40 to 70 dtex, with a density of the order of 100 g / m 2 .
- This core layer receives a fibrous mat made from glass fibers of a titre of 30 tex.
- the fibers are cut with a unit length of 20 cm, to form a layer of the order of 100 g / m 2 .
- the second reinforcing layer is made from text fibers of 15 tex with long fibers of the order of 80 cm, and with a density of the order of 500 g / m 2 .
- a surface veil based on synthetic fibers of a global density is used.
- Example 1 The steps of Example 1 are repeated using, as first reinforcing layer, shorter fibers, of the order of 5 cm long, for a density of the first reinforcing layer of 100 g / m 2.
- the second reinforcing layer is made from fibers similar to Example 1, but with a length of the order of 5 to 10 cm. The whole is covered with a veil similar to Example 1.
- Example 3
- Example 1 The steps of Example 1 are repeated, without surface veil.
- the first layer is made by a mechanical assembly (needling) between synthetic fibers and fiberglass.
- the sheet produced by the synthetic fibers weighs about 180 g / m 2 . This sheet is needled with about 350 g / m 2 of glass fiber cut between 50 and 100 mm. The title of the fiberglass used is about 33 tex.
- This first layer is then needled with a fiberglass mat of about 300 g / m 2 .
- the fiberglass used is a mixture of fibers with a length of between 50 and 100 mm.
- the title of the fiberglass used is about 15 tex.
- This sheet of fiberglass is deposited on the side of the synthetic web.
- the first layer is made by a mechanical assembly (needling) between synthetic fibers and glass fibers.
- the sheet produced by the synthetic fibers (polypropylene) weighs about 180 g / m 2 . This sheet is needled with about 350 g / m 2 of glass fiber cut between 50 and 100 mm. The title of the fiberglass used is about 15 tex.
- This first layer is then needled with a fiberglass mat of about 300 g / m 2 .
- the fiberglass used is identical to that of the first layer.
- This sheet of fiberglass is deposited on the side of the synthetic web.
- the invention makes it possible to produce textile reinforcements for the production of a composite part, which has both a particularly homogeneous surface state, combined with a large deformability to adapt to complex geometry.
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Description
PROCEDE DE FABRICATION D'UNE ARMATURE TEXTILE DE RENFORCEMENT POUR MATERIAUX COMPOSITES, ET ARMATURE AINSI OBTENUE Domaine Technique
L'invention se rattache au domaine des armatures utilisées pour la fabrication de matériaux composites pouvant servir à la réalisation de structures rigides. Elle vise plus particulièrement des armatures présentant des propriétés mécaniques de haute performance, combinées avec des géométries tridimensionnelles qui peuvent être complexes.
Une telle armature se base sur une structure telle que décrite dans le document EP 0 395 548. Ce type d'armature comporte une âme drainante, combinée à deux couches de renfort destinées à être imprégnées d'une résine thermodurcis sable qui se répartit sur l'ensemble de la pièce à réaliser en circulant à l'intérieur de la couche drainante.
Techniques antérieures
Or, les armatures telles que décrites dans le document EP 0 395 548, présentent un inconvénient d'ordre esthétique. Plus précisément, les couches extérieures, qui s'imprègnent de résine pour conférer les propriétés mécaniques à la structure composite, présentent un état de surface relativement irrégulier. En effet, ces couches extérieures sont réalisées à base de fibres de titre relativement important, de sorte qu'elles sont relativement épaisses, et apparaissent sur la face apparente de la structure.
Or, dans certaines applications, un aspect esthétique très régulier et homogène est recherché.
Pour ce faire, dans le document EP 0 694 643, on a proposé d'inclure dans l'armature une couche de surface formée d'un voile de fibres fines, dans l'épaisseur duquel viennent se loger les fibres épaisses des couches de renforcement. Dans ces conditions, la surface extérieure de la structure composite apparaît plus lisse puisque les irrégularités des couches de renforcement sont compensées par l'épaisseur du voile de fibres plus fines.
Toutefois, une telle structure n'est pas non plus tellement satisfaisante, dans la mesure où tout ou partie des couches qui la composent sont solidarisées entre elles par les opérations de couture ou tricotage. Ces fils de couture ou tricotage assurent une solidarisation très efficace de différentes couches entre elles, mais ont tendance à bloquer le déplacement des différentes couches entre elles.
Ainsi, dans la réalisation de formes complexes, avec des rayons de courbure relativement faibles, la faible capacité de déformation de telles armatures conduit à l'apparition de plis, ou à tout le moins de zones dont l'épaisseur n'est pas totalement constante, et diffère de celles des zones totalement planes.
Une solution a été apportée en utilisant, comme décrit dans le document EP 0 659 922, un assemblage des différentes couches de l'armature par des opérations d'aiguilletage. Ainsi, l'âme centrale, recouverte des deux couches de renforcement, elles-mêmes recouvertes d'un voile de surface, sont assemblées par une opération d'aiguilletage, qui fait que certaines fibres du voile et des couches de renforcement se retrouvent noyées dans l'épaisseur de la couche d'âme.
Une telle solution même si elle est satisfaisante pour certaines applications présentent l'inconvénient de limiter quelque peu la déformabilité, dans la mesure où le voile de la couche de surface extérieure est intimement lié à l'âme qui se trouve au cœur de l'armature.
Une autre solution a été décrite dans le document EP 2 145 036, qui consiste à assembler toutes les différentes couches par l'intermédiaire de matériaux thermofusibles, qui peuvent être contenus dans les fibres elles-mêmes. Une opération de chauffage permet d'exprimer ces propriétés thermo-fusibles, de telle sorte que les différentes couches se retrouvent liées entre elles mécaniquement par la matière ayant fondue. Une telle solution présente cependant plusieurs inconvénients parmi lesquels on note une relativement faible déformabilité, et une complexité du procédé de fabrication puisqu'il implique une étape de chauffage. Exposé de l'invention
L'invention vise donc à résoudre l'ensemble des problèmes évoqués ci- dessus en fournissant une armature textile qui possède à la fois une bonne capacité de déformation, tout en conservant un aspect extérieur très homogène. Ainsi, l'invention concerne un procédé de fabrication d'armatures textiles de renforcement pour matériaux composites, comprenant une âme et au moins une couche de renfort à base d'un mat de fibres coupées.
Conformément à l'invention, ce procédé comporte des étapes suivantes pendant lesquelles :
■ on solidarise par aiguilletage la couche d'âme avec une première couche de renfort formée d'un mat à base de fibres d'un premier type ;
■ on dépose sur la première couche de renfort une seconde couche de renfort formée d'un mat de fibres d'un deuxième type ;
■ on solidarise par aiguilletage la seconde couche de renfort à la première couche de renfort.
En pratique, les fibres du premier et du second type peuvent différer par l'un des paramètres suivants que sont leur titre, leur longueur ou leur densité.
Autrement dit, l'invention consiste à réaliser l'armature en utilisant une couche de renfort qui se compose d'au moins deux couches élémentaires distinctes, avec des propriétés légèrement différentes en ce qui concerne le comportement vis-à-vis de la résine, et par conséquent les propriétés mécaniques finales de la structure composite.
Ces différentes couches élémentaires de renfort ne sont pas solidarisées de la même manière à l'intérieur de l'armature. Autrement dit, la couche élémentaire de renfort située la plus proche de l'âme est plus intimement liée à cette dernière que ne l'est la couche de renfort plus éloignée de l'âme.
Le fait que la couche la plus extérieure ne soit pas intimement liée à l'âme, voire même pas liée du tout à cette dernière, confère un degré de liberté supplémentaire dans l'épaisseur de l'armature qui se trouve ainsi beaucoup plus déformable, et donc adaptée pour la réalisation de structures de formes complexes.
Dans certaines applications, il peut être avantageux de prévoir une couche externe formée d'un voile de surface. Dans ce cas, le voile de surface est déposé sur la seconde couche de renfort, et l'ensemble formé par le voile et la seconde couche de renfort est solidarisé à la première couche de renfort par aiguilletage.
Il est à noter que l'armature ainsi réalisée permet d'obtenir des états de surface particulièrement homogènes, puisque le voile de surface n'est pas solidarisé à l'intégralité des couches de l'armature, mais essentiellement à celle sur laquelle elle repose.
En pratique, différentes modes d' aiguilletage peuvent être employés.
Dans une forme première forme de réalisation, l'aiguilletage de la seconde couche de renfort peut pénétrer l'âme de façon moins profonde que l'aiguilletage de la première couche de renfort. Autrement dit, la couche de renfort située la plus à l'extérieur est légèrement solidarisée à la couche d'âme, mais avec une force d'accrochage moindre que celle qui relie la couche de renfort interne et l'âme.
Dans une autre forme de réalisation, l'aiguilletage de la seconde couche de renfort pénètre uniquement dans la première couche de renfort, sans atteindre l'âme centrale.
L'invention couvre donc également une armature de renforcement pour matériaux composites qui comprend :
■ une âme à base de fibres synthétiques,
■ une première couche de renfort à base d'un mat formé par des fibres coupées d'un premier type,
■ une seconde couche de renfort à base d'un mat formé par des fibres d'un second type,
■ cette seconde couche de renfort étant solidarisée à la première couche de renfort par aiguilletage.
Selon différentes variantes de réalisation, la longueur des fibres coupées du premier type peut être inférieure à la longueur des fibres du second type.
Autrement dit, la couche élémentaire de renfort qui est située le plus proche de l'âme présente des fibres de moindre longueur, pour permettre le passage de la résine en direction de la couche de renfort située le plus à l'extérieur, réalisée à partir de fibres plus longues ou réparties de manière plus dense.
Avantageusement, l'armature peut comporter une couche extérieure formée d'un voile fibreux à base de fibres de titre inférieur à celui des fibres des couches de renfort, et solidarisée avec la seconde couche de renfort à la première couche de renfort.
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 est une vue schématique d'une installation permettant la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe schématiques d'armature selon l'invention réalisées selon des variantes concernant les étapes d'aiguilletage. Bien entendu, les épaisseurs des différentes couches représentées dans les figures sont données à titre indicatif pour faciliter la compréhension de l'invention, et peuvent différer de la réalité.
Manières de réaliser l'invention
Comme illustré à la figure 1, l'installation 1 comporte un premier poste 2 d'alimentation en une couche 3 destinée à former l'âme de la future armature.
Dans la forme illustrée, cette couche 3 est réalisée de façon préalable, et est ensuite dévidée à l'entrée de l'installation 1. Il pourrait bien entendu être réalisé en continu juste en amont de l'installation 1.
Dans le sens de la production, l'installation 1 comporte ensuite un poste 4 par lequel des fibres 5 sont coupées pour former des segments qui se déposent en mat sur la couche d'âme 3. Ces fibres 5 sont obtenues à partir de fils continus 6 d'un matériau de haute ténacité tel qu'en particulier du verre, ou analogue.
En aval du poste 4, on trouve un premier poste d' aiguilletage 8 qui permet de solidariser la couche de renforcement 7 avec l'âme 3.
On obtient ainsi en sortie du poste d' aiguilletage 8 un ensemble formé de la couche de renforcement 7 solidarisée à l'âme 3.
Par la suite, on trouve un poste 10 permettant le dépôt par gravité de fibres 11 réalisées par une coupe d'un fil de haute ténacité 12, qui peut être identique ou différent du fil 6 découpé au premier poste 4.
Le titre du fil 12 ainsi que la longueur des fibres découpées peuvent varier, tout comme la densité des fibres déposées.
Dans un poste situé 16 situé en aval, on procède à la mise en place d'un voile de surface 14, réalisé à partir de fibres synthétiques de faible titre, au regard des fibres employées pour réaliser les couches de renforcement 7, 14. Typiquement, le voile de surface 17 est dévidé à partir d'un rouleau de matériau réalisé de façon indépendante. Ce voile de surface peut être optionnel, et ne pas être employé dans certaines applications, en particulier celles nécessitant une grande déformabilité de l'armature avant imprégnation.
Après la mise en place du voile de surface 17, l'installation comporte un second poste d' aiguilletage 20 qui permet de réaliser la solidarisation de l'ensemble du voile de surface 17 et de la couche 14 issue du poste 10, par rapport à l'ensemble formé de la première couche de renforcement 7 et de l'âme 3.
Dans la mesure où l'ensemble de couches supérieures doit être solidarisé de manière plus lâche par rapport à l'âme, voire ne pas être solidarisé du tout à l'âme 3, les conditions d' aiguilletage du poste 20 diffèrent de celles du premier aiguilletage du poste 4. Ainsi, on préférera un aiguilletage dont la profondeur de
pénétration est plus réduite, de manière à limiter l'entraiment des fibres des couches supérieures dans l'âme.
Dans la suite, l'armature doit être renvidée ou subir d'autres traitements destinés à la face opposée.
Bien entendu, l'installation 1 décrite à la figure 1 montre une fabrication continue dans laquelle les deux aiguilletages interviennent de façon simultanée au fur et à mesure de la production, mais il est également possible que l'âme 3 et la première couche de renfort 7 soit réalisée dans une opération indépendante du second aiguilletage. De même, on peut envisager de disposer plusieurs couches de renfort successives avec une progression des propriétés mécaniques (titre du fil, longueur des fibres, densité de la couche) en fonction des applications souhaitées. En fonction des conditions opératoires, différentes configurations peuvent être obtenues.
Ainsi, comme illustré à la figure 2, la couche d'âme 103 est associée dans une première étape à une première couche de renfort 107, par un aiguilletage qui provoque l'entraînement de certaines fibres 108 de la couche 107 à l'intérieur de l'âme 103, tel que représenté schématiquement.
Par la suite, la deuxième couche de renfort 114 et le voile de surface 117 sont déposés sur la première couche de renfort 107, et un second aiguilletage est réalisé. Cet aiguilletage provoque le déplacement de certaines fibres du voile de surface 117, voire de la deuxième couche de renfort 114 à l'intérieur de la première couche 107 de renfort, sans que celle-ci ne pénètre dans l'épaisseur de la couche d'âme
Dans une autre configuration illustrée à la figure 3, la première couche de renfort 207 est solidarisée à l'âme 203 de manière analogue, avec le passage de certaines fibres 208 de la couche de renfort 207 à l'intérieur de l'âme 203.
5 Après la mise en place de la seconde couche de renfort 214 du voile de surface 217, le second aiguilletage provoque l'entraînement de certaines fibres 218 de voile de surface 217, et éventuellement de la couche de renfort 214 à travers la première couche de renfort 207, et également une fraction de l'épaisseur de la couche d'âme 203.
10
Bien entendu, les différentes épaisseurs ainsi que la forme des fibres représentées ne le sont qu'à titre schématique pour permettre de comprendre l'invention.
15 A titre d'exemple, on a réalisé différents types d'armatures en combinant les paramètres suivants.
Exemple 1
On forme une première couche à base de fils synthétiques de titre de 40 à 20 70 dtex, d'une densité de l'ordre de 100 g/m2. Cette couche d'âme reçoit un mat fibreux réalisé à partir de fibres de verre d'un titre de de 30 tex.
Les fibres sont découpées avec une longueur unitaire de 20 cm, pour former une couche de l'ordre de 100 g/m2. Puis, la seconde couche de renfort est réalisée à 25 partir de fibres de titre de 15 tex avec des fibres longues de l'ordre de 80 cm, et ce avec une densité de l'ordre de 500 g/m2.
Un voile de surface à base de fibres synthétiques d'une densité globale est utilisé.
30
Exemple 2
On reproduit les étapes de l'exemple 1 en utilisant comme première couche de renfort des fibres plus courtes, de l'ordre de 5 cm de long, pour une densité de la première couche de renfort de 100 g/m .
La seconde couche de renfort est réalisée à partir de fibres analogues à l'exemple 1, mais d'une longueur de l'ordre de 5 à 10 cm. Le tout est recouvert d'un voile similaire à l'exemple 1. Exemple 3
On reproduit les étapes de l'exemple 1, sans voile de surface.
Exemple 4
La première couche est réalisée par un assemblage mécanique (aiguilletage) entre des fibres synthétiques et de la fibre de verre.
La nappe réalisée par les fibres synthétiques (polypropylène) pèse environ 180 g/m2. Cette nappe est aiguilletée avec environ 350 g/m2 de fibres de verre coupées entre 50 et 100 mm. Le titre de la fibre de verre utilisé est d'environ 33 tex.
Cette première couche est ensuite aiguilletée avec un mat de fibre de verre d'environ 300 g/m2. La fibre de verre utilisée est un mélange de fibres d'une longueur comprise entre 50 et 100 mm. Le titre de la fibre de verre utilisé est d'environ 15 tex. Cette nappe de fibre de verre est déposée du côté de la nappe synthétique.
Exemple 5
La première couche est réalisée par un assemblage mécanique (aiguilletage) entre des fibres synthétiques et des fibres de verre.
La nappe réalisée par les fibres synthétiques (polypropylène) pèse environ 180 g/m2. Cette nappe est aiguilletée avec environ 350 g/m2 de fibres de verre coupées entre 50 et 100 mm. Le titre de la fibre de verre utilisé est d'environ 15 tex.
Cette première couche est ensuite aiguilletée avec un mat de fibre de verre d'environ 300 g/m2. La fibre de verre utilisée est identique à celle de la première couche. Cette nappe de fibre de verre est déposée du côté de la nappe synthétique.
Il ressort de ce qui précède que l'invention permet de réaliser des armatures textiles pour la réalisation d'une pièce composite, qui possède à la fois un état de surface particulièrement homogène, combiné à une grande déformabilité pour s'adapter à des pièces de géométrie complexe.
Claims
REVENDICATIONS
1/ Procédé de fabrication d'une armature textile de renforcement pour matériau composite comprenant :
■ une âme (3),
■ au moins une couche de renfort (7, 14) à base d'un mat de fibres coupées, dans lequel :
■ on solidarise par aiguilletage ladite couche d'âme (3) avec une première couche de renfort (7) formée d'un mat à base de fibres (5) d'un premier type,
■ on dépose sur ladite première couche de renfort (7) un ensemble formé par une seconde couche de renfort (14) formée d'un mat de fibres (1 1) d'un deuxième type, et un voile de surface (17),
■ on solidarise par aiguilletage ledit ensemble formé de la seconde couche de renfort (14) et du voile de surface (17) à la première couche de renfort (7), dans lequel les fibres (5, 1 1) du premier et du second type diffèrent par l'un des paramètres suivants : titre, longueur ou densité.
21 Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'aiguilletage de la seconde couche de renfort (204) pénètre dans l'âme (203) de façon moins profonde que l'aiguilletage de la première couche de renfort (207).
3/ Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l'aiguilletage de la seconde couche de renfort (1 14) pénètre uniquement dans la première couche de renfort (107).
4/ Procédé selon la revendication 1 , dans lequel on dépose un voile de surface (17) sur ladite seconde couche de renfort (14), et on solidarise par aiguilletage à la première couche de renfort (7) l'ensemble formé de la seconde couche de renfort (14) et du voile de surface (17),
5/ Armature textile de renforcement pour matériaux composites comprenant :
■ une âme (103, 203) à base de fibres synthétiques,
■ une première couche de renfort (107, 207) à base d'un mat formé par des fibres coupées d'un premier type,
■ une seconde couche de renfort (1 14, 214) à base d'un mat formé par des fibres d'un second type,
■ un voile fibreux à base de fibres de titre inférieur aux titres des fibres du premier et du second type,
ladite seconde couche de renfort (1 17, 217) et le voile fibreux étant solidarisés à la première couche de renfort (107, 207) par aiguilletage.
6/ Armature textile selon la revendication 5, dans laquelle la longueur des fibres coupées du premier type est inférieure à la longueur des fibres du second type.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014113279A1 (de) * | 2014-09-15 | 2016-03-17 | Airbus Operations Gmbh | Faserverbundbauteil mit einem elektrisch leitfähigen Fasermaterial zur Verstärkung sowie Vorrichtung zur Herstellung desselben |
| EP4461860A1 (fr) * | 2023-05-12 | 2024-11-13 | Rohr, Inc. | Systèmes et procédés de renforcement d'épaisseur traversante à l'aide d'un tissu de voile rouleau à rouleau |
| US12428764B2 (en) | 2023-05-12 | 2025-09-30 | Rohr, Inc. | Systems and methods for non-linear through thickness reinforcement |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2204502A1 (fr) * | 1972-10-31 | 1974-05-24 | Bayer Ag | |
| EP0395548A1 (fr) | 1989-04-28 | 1990-10-31 | ETABLISSEMENTS LES FILS D'AUGUSTE CHOMARAT & CIE. Société Anonyme | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites et articles en forme comportant une telle armature |
| EP0659922A1 (fr) | 1993-12-24 | 1995-06-28 | Etablissements Les Fils D'auguste Chomarat Et Cie | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites |
| EP0694643A1 (fr) | 1994-07-21 | 1996-01-31 | ETABLISSEMENT LES FILS D'AUGUSTE CHOMARAT & CIE | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites |
| EP0745716A1 (fr) * | 1995-06-02 | 1996-12-04 | ETABLISSEMENT LES FILS D'AUGUSTE CHOMARAT & CIE | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites |
| EP1126067A1 (fr) * | 2000-02-07 | 2001-08-22 | Textinap, Société Anonyme | Procédé de fabrication d'un complexe, notamment à partir de fibres naturelles et le complexe obtenu |
| FR2854172A1 (fr) * | 2003-04-22 | 2004-10-29 | Chomarat Composites | Armature textile utilisable pour la realisation de renforts employes notamment pour la fabrication d'articles moules |
| FR2862987A1 (fr) * | 2003-11-28 | 2005-06-03 | Saint Gobain Vetrotex | Mat de verre aiguillette |
| EP2145036A1 (fr) | 2007-05-15 | 2010-01-20 | Gilbert Chomarat | Armature textile de renforcement et son procede de realisation |
-
2012
- 2012-06-18 FR FR1255700A patent/FR2992000B1/fr active Active
-
2013
- 2013-06-13 WO PCT/FR2013/051389 patent/WO2013190221A1/fr not_active Ceased
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2204502A1 (fr) * | 1972-10-31 | 1974-05-24 | Bayer Ag | |
| EP0395548A1 (fr) | 1989-04-28 | 1990-10-31 | ETABLISSEMENTS LES FILS D'AUGUSTE CHOMARAT & CIE. Société Anonyme | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites et articles en forme comportant une telle armature |
| EP0659922A1 (fr) | 1993-12-24 | 1995-06-28 | Etablissements Les Fils D'auguste Chomarat Et Cie | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites |
| EP0694643A1 (fr) | 1994-07-21 | 1996-01-31 | ETABLISSEMENT LES FILS D'AUGUSTE CHOMARAT & CIE | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites |
| EP0745716A1 (fr) * | 1995-06-02 | 1996-12-04 | ETABLISSEMENT LES FILS D'AUGUSTE CHOMARAT & CIE | Armature textile utilisable pour la réalisation de matériaux composites |
| EP1126067A1 (fr) * | 2000-02-07 | 2001-08-22 | Textinap, Société Anonyme | Procédé de fabrication d'un complexe, notamment à partir de fibres naturelles et le complexe obtenu |
| FR2854172A1 (fr) * | 2003-04-22 | 2004-10-29 | Chomarat Composites | Armature textile utilisable pour la realisation de renforts employes notamment pour la fabrication d'articles moules |
| FR2862987A1 (fr) * | 2003-11-28 | 2005-06-03 | Saint Gobain Vetrotex | Mat de verre aiguillette |
| EP2145036A1 (fr) | 2007-05-15 | 2010-01-20 | Gilbert Chomarat | Armature textile de renforcement et son procede de realisation |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014113279A1 (de) * | 2014-09-15 | 2016-03-17 | Airbus Operations Gmbh | Faserverbundbauteil mit einem elektrisch leitfähigen Fasermaterial zur Verstärkung sowie Vorrichtung zur Herstellung desselben |
| EP4461860A1 (fr) * | 2023-05-12 | 2024-11-13 | Rohr, Inc. | Systèmes et procédés de renforcement d'épaisseur traversante à l'aide d'un tissu de voile rouleau à rouleau |
| US12297573B2 (en) | 2023-05-12 | 2025-05-13 | Rohr, Inc. | Systems and methods for through thickness reinforcement using roll-to-roll veil cloth |
| US12428764B2 (en) | 2023-05-12 | 2025-09-30 | Rohr, Inc. | Systems and methods for non-linear through thickness reinforcement |
| US12534836B2 (en) | 2023-05-12 | 2026-01-27 | Goodrich Corporation | Systems and methods for through thickness reinforcement using roll-to-roll veil cloth |
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|---|---|
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