CA2863155A1

CA2863155A1 - Dispositif et procede de fabrication d'une piece moulee en un materiau composite

Info

Publication number: CA2863155A1
Application number: CA2863155A
Authority: CA
Inventors: Serge Luquain
Original assignee: TECHNI-MODUL ENGINEERING
Current assignee: TECHNI-MODUL ENGINEERING
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-08-08
Also published as: US20150014898A1; FR2986179A1; FR2986179B1; RU2014131007A; CN104159725A; WO2013114037A3; WO2013114037A2; EP2809502A2

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite comprenant un mélange de fibres de renfort (2) et d'une résine (3), ledit dispositif (1) comprenant : - un moule (4) dans lequel est ménagée u ne cavité (5) configurée pour la disposition des fibres (2); - un contre-moule (6) qui, destiné à venir en appui sur le moule (4) pour fermer la cavité (5), est équipé d'au moins un canal d'introduction (9) de la résine (3) dans la cavité (5); - des moyens de positionnement et de fixation du contre-moule (6) sur le moule (4); - au moins u n moyen (7) de mise en dépression de la cavité (5) - le moule (4) et le contre-moule (6) comportant des zones d'appui respectives entourant la cavité (5), qui comprennent deux joints d 'étanchéité délimitant une chambre de fermeture (22). L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite mettant en uvre le dispositif (1).

Description

Dispositif et procédé de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite L'invention concerne un dispositif, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par matériau composite, un matériau comprenant une résine (thermoplastique ou thermodurcissable) et des fibres de renfort (par exemple des fibres de verre).

La résine constitue la matrice du matériau composite. La matrice assure la 1.0 cohésion et l'orientation des fibres de renfort. De plus, la matrice permet la transmission des sollicitations mécaniques auxquelles est soumise la pièce moulée. Les fibres de renfort contribuent à améliorer la résistance mécanique et la rigidité de la pièce moulée.
Les pièces moulées en matériau composite sont façonnées pour des applications très variées, telles que la fabrication de carters, de coques de bateau, de cadres de vélo, d'éléments de carrosserie, de cuves, de divers articles sanitaires, ou encore plus généralement de toutes pièces industrielles aux formes très diverses et plus ou moins complexes.
Plusieurs technologies sont connues pour fabriquer des pièces moulées en matériau composite, parmi lesquelles on peut citer :
- le moulage par injection (plus communément dénommé
RTM : Resin transfer Molding), et - l'infusion.
La technique du RTM permet de fabriquer des pièces moulées de petite ou de grande taille. Le moulage par injection s'effectue avec un moule et un contre-moule rigides. Les fibres de renfort sont disposées dans une cavité
dont est pourvu le moule. Le contre-moule est fixé sur le moule grâce à une pression de fermeture obtenue au moyen d'une presse ou d'un autoclave.
Ensuite, la résine est injectée au moyen d'une pompe basse pression (1 à 5 bars environ) à travers les fibres de renfort jusqu'au remplissage complet de la cavité. Après le durcissement de la résine, le moule est ouvert et la pièce est démoulée.
Les avantages de la technique du RTM sont les suivants :
- une qualité constante des pièces moulées ;
- une cadence de production élevée ;

2 - des pièces moulées de grande dimension (jusqu'à environ 7 ma) ;
- une automatisation du procédé de fabrication.
Cependant, la technique du RTM présente les inconvénients suivants :
- les pièces moulées ont des formes peu ou moyennement complexes ;
- il est nécessaire d'effectuer des finitions après le démoulage ;
1.0 - une bonne reproductibilité de la fabrication de la pièce moulée ;
La technique d'infusion pour la fabrication de pièce moulée en matériau composite consiste à mettre sous vide, dans un moule recouvert d'une superposition de tissus et de consommables qui constituent un drapage et dont la dernière épaisseur est une bâche à vide, des fibres de renfort sèches, puis à les imprégner grâce à l'injection et à la migration d'une résine au sein de ces fibres de renfort du fait du maintien du vide. La résine est alors aspirée par la dépression créée entre la bâche à vide et le moule et pénètre ainsi dans les fibres de renfort. Ensuite, le vide est maintenu pendant la polymérisation de la résine, afin de garantir la mise en pression des fibres de renfort. La mise sous vide réalisée avant l'injection de la résine permet de compacter les fibres de renfort et de s'assurer qu'il n'y a pas de fuite d'air. Une fois le thermo-durcissement de la résine achevé, le drapage est retiré et la pièce moulée est ensuite retirée du moule.
Le drapage est généralement constitué des éléments suivants :
tissu d'arrachage et tissu de démoulage, grille de diffusion, tube de diffusion, tissu drainant, bâche à vide et mastic, afin d'assurer une imprégnation optimale de la résine au sein des fibres de renfort.
L'infusion est notamment basée sur le principe physique de la perméabilité des fibres de renfort ;
La perméabilité des fibres de renfort consiste en :
- la perméabilité macroscopique (espace entre les fibres) ;
- la perméabilité microscopique (ou capillarité).
La perméabilité macroscopique varie avec la compression des fibres de renfort. La perméabilité microscopique dépend de la tension de

3 surface de la résine d'imprégnation. Plus la tension de surface est forte, plus l'imprégnation des fibres par capillarité est réduite.
La viscosité de la résine d'imprégnation est aussi un paramètre important de l'infusion : plus la viscosité de la résine est faible, plus l'infusion est rapide.
Les avantages de la technique d'infusion sont les suivants :
- une bonne reproductibilité de la fabrication de la pièce moulée ;
- une réalisation de pièces de grande taille et de forme 1.0 complexe en une seule étape ;
- un taux volumique de renforcement optimal et maîtrisé, de l'ordre de 50 à 60% en volume, ainsi les pièces obtenues par infusion exhibent de très bonnes propriétés mécaniques ;
Cependant, les difficultés et inconvénients de la technique d'infusion sont les suivants :
- la nécessité de matériaux non réutilisables qui sont constitués par les tissus et consommables du drapage, ainsi que leur pose minutieuse et non automatisée. Cela implique des coûts de matériaux et de main-d'oeuvre conséquents et qui dépendent des dimensions des pièces moulées ;
- une faible cadence de production, du fait des opérations minutieuses de la pose du drapage ;
- une épaisseur de la pièce moulée limitée, car l'épaisseur doit être suffisamment faible pour que la résine pénètre correctement dans tout le volume occupé par les fibres de renfort uniquement par une aspiration par le vide ;
- le contrôle du vide. En effet, le vide de mise en pression des fibres de renfort peut être perturbé par de la résine qui a été
infusée. Il est primordial que les fibres de renfort demeurent sous pression jusqu'à la fin de la polymérisation pour ne pas porter atteinte aux propriétés mécaniques et à la géométrie de la pièce moulée que l'on souhaite obtenir. Or, la résine peut obstruer le point de tirage du vide ;
- la nécessité de l'homogénéité de la température de la polymérisation sur toute la pièce moulée ; objectif d'autant

4 plus difficile à atteindre que la face de la pièce moulée en contact avec le drapage est soumise à la température de l'air environnant ;
- la face de la pièce moulée qui a été en contact avec le drapage n'a pas une surface lisse et exempte de défauts, car le drapage est constitué d'éléments souples qui ne permettent pas d'obtenir une surface homogène.
Ainsi, la technique de l'infusion permet d'obtenir une pièce moulée présentant une seule face externe lisse et exempte de défauts de surface.
1.0 La présente invention se propose de pallier les inconvénients inhérents à la fabrication d'une pièce moulée en matériau composite à partir des techniques connues que sont notamment le RTM et l'infusion et qui ont été
détaillés ci-dessus.
En effet, la présente invention a pour premier objet un dispositif de fabrication d'une pièce moulée en matériau composite, conçu de manière à
s'affranchir de matériaux non réutilisables et de surcroît onéreux, tels que des tissus ou des consommables, au cours de la fabrication de la pièce moulée, comme cela est le cas pour la technique de l'infusion, et ce tout en garantissant des propriétés mécaniques de la pièce moulée aussi bonnes que celles obtenues avec la technique d'infusion.
Le dispositif selon l'invention est aussi conçu pour présenter en outre l'avantage par rapport à la technique du RTM de ne pas nécessiter de moyen de fermeture du contre-moule sur le moule du type presse ou autoclave qui sont des moyens qui augmentent le coût de fabrication d'une pièce moulée en matériau composite.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'une pièce moulée en matériau composite mettant en oeuvre ledit dispositif.
Le dispositif de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite comprenant un mélange de fibres de renfort et d'une résine selon l'invention comprend :
- un moule dans lequel est ménagée une cavité configurée pour la disposition des fibres de renfort ;
- un contre-moule qui, destiné à venir en appui sur le moule pour fermer la cavité, est équipé d'au moins un canal d'introduction de la résine dans la cavité, ledit canal d'introduction étant adapté pour être relié à au moins une source d'approvisionnement en résine ;
- des moyens de positionnement et de fixation du contre-moule sur le moule ;

5 - au moins un moyen de mise en dépression de la cavité pour assurer l'introduction de la résine dans celle-ci et au moins un canal d'extraction de la résine en excès hors de la cavité, et se caractérise en ce que le moule et le contre-moule comportent des zones d'appui respectives entourant la cavité, ces zones d'appui comprenant deux Io joints d'étanchéité périphériques décalés l'un par rapport à l'autre, de l'intérieur vers l'extérieur, délimitant une chambre de fermeture qui est reliée à une source de vide, ladite source de vide mettant en dépression la chambre de fermeture pour assurer le plaquage du contre-moule sur le moule.
De manière avantageuse, la chambre de fermeture est dimensionnée en fonction de la taille de la pièce à mouler, de la pression que l'on souhaite mettre sur les fibres et de la pression d'injection.
Avec la chambre de fermeture que comprend le dispositif selon l'invention, la pression sur les fibres de renfort disposées dans la cavité
peut être de l'ordre de 0,25MPa avant l'injection de la résine : cela correspond au cumul de l'effort apporté par la chambre de fermeture qui peut s'élever à
environ 0,15 MPa et par celle de la cavité. Et une fois la résine injectée dans la cavité, seul subsiste l'effort de la chambre de fermeture.
Ainsi, la chambre de fermeture permet de s'affranchir d'un moyen de fermeture du contre-moule sur le moule du type presse ou autoclave qui sont des moyens qui présentent les inconvénients suivants :
- ils augmentent le coût de fabrication d'une pièce moulée en matériau composite, du fait de leur coût élevé ;
- ils ne sont pas aisément manipulables et nécessitent beaucoup d'étapes de manutention;
- ils risquent d'abîmer le moule et le contre-moule lors de leur utilisation pour fabriquer la pièce moulée, et de surcroît lorsqu'ils ne sont pas correctement paramétrés ;
- ils sont encombrants ;
- ils nécessitent un investissement important.
Avec une chambre de fermeture que comprend le dispositif selon l'invention, une fois le contre-moule mis en place sur le moule, il suffit

6 seulement de mettre sous vide la chambre de fermeture : ce qui est simple et rapide de mise en oeuvre, et ce sans le risque d'abîmer le moule et le contre-moule.
On comprend ainsi aisément tous les avantages que présente le dispositif selon l'invention qui comprend de manière innovante une chambre de fermeture en substitution d'un moyen de fermeture du contre-moule sur le moule de type presse ou autoclave.
La résine peut être une résine thermodurcissable ou une résine thermoplastique. De manière préférée, il s'agit d'une résine thermodurcissable.
1.0 Dans le cadre de la présente invention, on entend par moyen de mise en dépression de la cavité, un moyen adapté pour instaurer au sein de la cavité du moule un vide résiduel d'au moins 200 mbar, ce qui correspond à une dépression d'environ 800 mbar. De préférence, le vide résiduel régnant dans la cavité est d'au moins 50 mbar, correspondant à une mise en dépression d'environ 950 mbar.
Lorsque la cavité est mise en dépression, la résine provenant de la source d'approvisionnement qui peut consister avantageusement en un système à pompes doseuses, est introduite dans la cavité par le canal d'introduction. La résine imprègne alors les fibres de renfort qui ont été
disposées dans la cavité et est aspirée par le canal d'extraction du fait de la mise en dépression de la cavité. On introduit de la résine dans la cavité
jusqu'à
ce qu'un excès de résine ressorte par le canal d'extraction : à ce stade, toutes les fibres de renfort ont été imprégnées de la résine, du fait des phénomènes physiques que sont la perméabilité macroscopique et microscopique de ces fibres de renfort qui ont été détaillés ci-dessus pour l'infusion.
De manière préférée, le moyen de mise en dépression de la cavité
comprend une pompe à vide, un canal ménagé dans le contre-moule ou dans le moule servant à la mise en dépression de la cavité et à l'extraction de la résine en excès hors de la cavité, et un circuit de mise en dépression présentant la forme d'une tubulure qui relie la pompe à vide au canal.
Avantageusement, la tubulure reliant le canal ménagé dans le contre-moule ou dans le moule à la pompe à vide est équipée d'un pot tampon destiné à recueillir la résine extraite de la cavité. Le pot tampon permet ainsi d'éviter que de la résine ne noie la pompe vide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le canal d'introduction et le canal d'extraction présentent une forme tronconique. Cela procure

7 PCT/FR2013/050183 l'avantage de pouvoir retirer aisément du contre-moule par démoulage la résine demeurée stockée dans ces canaux à l'issue de la fabrication de la pièce moulée et qui aura aussi polymérisé. Ainsi, après le retrait de cette faible quantité de résine restante dans ces canaux ménagés dans le contre-moule, le dispositif est à nouveau prêt pour le moulage d'une autre pièce en matériau composite.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la chambre de fermeture est reliée à la source de vide au moyen d'un circuit de mise sous vide présentant la forme d'une tubulure et d'un canal ménagé dans 1.0 le contre-moule ou dans le moule.
De préférence, la source de vide est une pompe à vide. Ce vide, aussi appelé vide de fermeture , peut être obtenu avec la même pompe à
vide que celle utilisée pour la mise en dépression de la cavité. C'est pourquoi, de manière avantageuse, le circuit de mise en dépression de la cavité et le circuit de la mise sous vide de la chambre de fermeture sont disposés en parallèle et convergent en amont de la même pompe à vide.
En outre, le circuit de mise en dépression de la cavité et le circuit de la mise sous vide de la chambre de fermeture peuvent être équipés de moyens de mesure et de moyens de régulation de la pression et du débit.
Avantageusement, le vide de fermeture est d'au moins 300 mbar, ce qui correspond à une dépression d'environ 700 mbar. De manière préférée, il est d'au moins 200 mbar (correspondant à une dépression de 800 mbar).
Le moule et le contre-moule peuvent être réalisés en un matériau composite, métallique ou tout autre matériau adéquat pour la fabrication d'un moule qui est à la portée de l'homme du métier.
Selon un mode de réalisation très avantageux du dispositif selon l'invention, il comprend en outre au moins un moyen de centrage du contre-moule sur le moule.
La cavité peut comprendre une zone dans laquelle est introduite la résine par le canal d'introduction. Au cours du procédé de fabrication de la pièce moulée en matériau composite, les fibres de renfort ne sont pas disposées dans cette zone, cela assure une imprégnation homogène de la résine au sein des fibres de renfort.
La présente invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite comprenant un mélange de

8 fibres de renfort et d'une résine mettant en oeuvre un dispositif tel que décrit ci-dessus, qui comprend :
a) on dispose des fibres de renfort dans la cavité du dispositif ;
b) on dépose le contre-moule sur le moule ;
c) on instaure une dépression dans la cavité avec le moyen de mise en dépression de la cavité et on instaure un vide de fermeture dans la chambre de fermeture ;
d) on introduit de la résine dans la cavité tout en maintenant la dépression dans la cavité et le vide de fermeture dans la chambre de fermeture ;
e) on arrête la mise en dépression de la cavité lorsqu'un excès de résine sort de la cavité par le canal ;
f) on thermo-durcit la résine ;
g) on désolidarise le contre-moule du moule ;
h) on démoule la pièce moulée ;
i) optionnellement, on découpe la pièce moulée obtenue à l'étape h).
Le vide de fermeture est choisi de telle manière que le moule et le contre-moule demeurent en contact pendant les étapes d) à f) du procédé de fabrication. Ce paramétrage du vide de fermeture va dépendre notamment de la nature des joints du dispositif, du foisonnement des fibres de renfort, ainsi que du dimensionnement de la chambre de fermeture. Bien entendu, le paramétrage de ce vide de fermeture est parfaitement à la portée de l'homme du métier.
De préférence, on instaure dans la chambre de fermeture un vide d'au moins 300 mbar, de préférence d'au moins 200 mbar.
De préférence, on instaure une dépression dans la cavité d'au moins 800 mbar, de préférence d'au moins 950 mbar, avec le moyen de mise en dépression de la cavité.
Selon un mode de réalisation du procédé de fabrication selon l'invention, l'étape c) est réalisée en instaurant une dépression dans la cavité
avec le moyen de mise en dépression de la cavité d'au moins d'au moins 800 mbar et un vide de fermeture dans la chambre de fermeture d'au moins 300 mbar.
A la différence de la technique d'infusion, le procédé de fabrication selon l'invention ne nécessite pas de tissus ou de consommables qui sont des matériaux onéreux et à usage unique. Le coût de fabrication de pièces moulées avec le procédé selon l'invention est donc réduit de par

9 l'affranchissement de ces matériaux et des coûts de main-d'oeuvre inhérents à
leur manipulation minutieuse. Le procédé de fabrication selon l'invention peut être automatisé.
Selon le procédé de fabrication selon l'invention, la résine peut être une résine thermodurcissable. Elle est avantageusement choisie dans le groupe constitué par:
- les résines de polyesters insaturés (éventuellement mélangées avec des charges telles que le carbonate de calcium, de manière à améliorer l'aspect de la pièce moulée 1.0 et à réduire son coût de fabrication) ;
- les résines vinylesters. Avantageusement, ces résines vinylesters sont mises en oeuvre avec des charges, des catalyseurs et des accélérateurs de prise ;
- les résines époxydes. Les pièces polymérisées obtenues à
partir de résines époxydes ont une excellente résistance à la fatigue ;
- les résines phénoliques ;
- les polyuréthanes et polyurées ;
- les polyimides ;
Selon un autre mode de réalisation du procédé de fabrication , la résine est une résine thermoplastique. Elle est avantageusement choisie dans le groupe constitué par les polyether éther cétone, les polyamides, les polyétherimides, les polyéthylènes, les polypropènes, les poly(sulfure de phénylène).
De manière tout à fait préférée, la résine utilisée au cours du procédé de fabrication selon l'invention est une résine thermodurcissable.
Dans des modes de réalisation du procédé de fabrication, la résine peut en outre comprendre des charges et/ou des pigments. Dans le cadre de la présente invention, on entend par charge, toute substance inerte, minérale ou végétale qui, à ajoutée à la résine de base, permet de modifier ses propriétés mécaniques, électriques ou thermiques, d'améliorer l'aspect de surface, voire aussi de réduire le coût de revient de la pièce moulée.
Le choix de la charge dépend des propriétés mécaniques souhaitées de la pièce moulée. Il peut s'agir de charges organiques telles que les charges cellulosiques, les farines de bois, les farines d'écorce de fruits et de noyaux, les fibres végétales, les amidons, ou bien de fibres minérales telles que les carbonates, les silices, les talcs, les argiles et alumino-silicates, ou encore d'oxydes (oxydes de zinc, de magnésium, de titane et d'antimoine, de béryllium), d'alumines, de céramiques, de poudres de verre, de billes de verre creuses, de microsphères de verre ou bien encore de noir de carbone.
5 Les fibres de renfort sont avantageusement choisies parmi les fibres de verre qui sont obtenues à partir de sable (silice) et d'additifs (alumine, carbonate de chaux, magnésie, oxyde de bore). Il peut aussi s'agir de fibres de carbone ou d'aramide.
De manière préférée, on utilise comme fibres de renfort des fibres 1.0 de verre. Elles peuvent être sous formes de mats, de préformes ou éventuellement de tissus.
Selon l'invention, le taux volumique de renforcement peut atteindre jusqu'à environ 65%.
Ainsi, selon ce mode de réalisation de l'invention et à la différence de la technique du RTM, le procédé de fabrication présente l'avantage de ne pas mettre en oeuvre de moyens mécaniques onéreux tels qu'un autoclave ou une presse pour maintenir plaqué le contre-moule sur le moule.
Selon un mode avantageux du procédé de fabrication, la mise sous vide de la chambre de fermeture et la mise en dépression de la cavité sont réalisées au moyen d'une même pompe à vide, les circuits de mise en dépression de la cavité et de mise sous vide de la chambre de fermeture étant respectivement équipés de moyens de mesure (par exemple manomètre) et de régulation de la pression et du débit (par exemple vanne). Cela présente l'avantage de pouvoir gérer séparément et de manière appropriée, en fonction de l'évolution du procédé de fabrication, le vide dit vide de fermeture et le vide résiduel régnant dans la cavité.
Les pièces moulées selon le procédé de fabrication de l'invention présentent les caractéristiques avantageuses suivantes qui sont très similaires à celles obtenues avec la technique d'infusion. Elles peuvent être :
- de grande dimension, jusqu'à environ 10 m;
- de formes complexes ;
- de faibles épaisseurs, de quelques dixièmes de millimètres à
plusieurs millimètres ;
En outre, par rapport à la technique d'infusion, les pièces moulées obtenues selon le procédé de fabrication de la présente invention présentent l'avantage d'avoir deux faces externes lisses et exemptes de défauts de surface.
Le procédé de fabrication selon l'invention est tout particulièrement adapté pour la fabrication de carters, de coques de bateau, de cadres de vélo, d'éléments de carrosserie, de cuves, de divers articles sanitaires, ou encore plus généralement de toutes pièces industrielles aux formes très diverses et plus ou moins complexes.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en référence au dessin annexé représentant, à titre Io d'exemple non limitatif, une forme de réalisation du dispositif de fabrication d'une pièce moulée en matériau composite selon l'invention.
La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de fabrication d'une pièce moulée en matériau composite selon l'invention, dans laquelle la partie du dispositif représentant le moule et le contre-moule est vue en coupe.
La figure 2a est une vue du dessus et en coupe du moule selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 2b est une vue du dessus et en coupe du moule selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Sur la figure 1, la résine 3 qui est une résine thermodurcissable est stockée dans un pot de réserve 13. La résine thermodurcissable 3 est acheminée jusqu'au canal 9 d'introduction ménagé dans le contre-moule 6 par une tubulure 19.
Une cavité 5 a été ménagée dans le moule 4. Les fibres de renfort 2 sont disposées dans la cavité 5.
Le moule 4 et le contre-moule 6 comportent des zones d'appui respectives qui entourent la cavité 5. Ces zones d'appui comportent deux joints d'étanchéité périphériques 11,12 qui délimitent une chambre de fermeture 22.
Le joint d'étanchéité 12 a aussi pour fonction d'éviter que la résine thermodurcissable ne se répande en dehors de la cavité 5.
La chambre de fermeture 22 est reliée à la pompe à vide 7 au moyen de la tubulure 21 et du canal 8 ménagé dans le contre-moule 6.
La tubulure 21 est équipée d'un manomètre 16 mesurant le vide de fermeture et d'une vanne 18 permettant de réguler la pression et le débit.
Le contre-moule 6 est équipé d'un canal 10 d'extraction de la résine thermodurcissable 3. Une tubulure 20 relie le canal 10 d'extraction à
un pot tampon 14 qui permet d'éviter de noyer la pompe à vide 7 avec de la résine thermodurcissable 3, lorsque la cavité 5 est mise en dépression et que la résine thermodurcissable 3 est introduite dans celle-ci.
La tubulure 20 est équipée d'un manomètre 15 mesurant la dépression au sein de la cavité 5 et d'une vanne 17 assurant la régulation de la pression et du débit. La tubulure 20 relie la pompe à vide 7 au canal 10.
Ainsi, en manipulant de manière appropriée les vannes 18,17 au cours de la fabrication de la pièce moulée en matériau composite, le vide peut être établi de manière contrôlée dans la cavité 5 et dans la chambre de 1.0 fermeture 22.
Les figures 2a et 2b montrent deux formes de réalisation différentes de la zone 23 dont est pourvue la cavité 5. Les fibres de renfort 2 sont disposées dans la cavité 5 à l'exception de la zone 23. La résine thermodurcissable 3 est introduite dans la zone 23 avec le canal 9 d'introduction. Ces deux modes de réalisation permettent une imprégnation homogène de l'ensemble des fibres de renfort 2 du fait de la maîtrise du flux de la résine thermodurcissable 3 qui migre sur toute la largeur de la cavité 5 (mode de réalisation représenté à la figure 2a) ou sur tout le pourtour de la cavité 5 (mode de réalisation représenté à la figure 2b). Il n'y a pas de chemin préférentiel de la résine thermodurcissable 3.

Claims

1. Dispositif (1) de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite comprenant un mélange de fibres de renfort (2) et d'une résine (3), ledit dispositif (1) comprenant :
- un moule (4) dans lequel est ménagée une cavité (5) configurée pour la disposition des fibres de renfort (2) ;
- un contre-moule (6) qui, destiné à venir en appui sur le moule (4) pour fermer la cavité (5), est équipé d'au moins un canal (9) d'introduction de la résine (3) dans la cavité (5), le canal (9) d'introduction étant adapté pour être relié à au moins une source d'approvisionnement (13) en résine (3) ;
- des moyens de positionnement et de fixation du contre-moule (6) sur le moule (4) ;
- au moins un moyen (7) de mise en dépression de la cavité (5) pour assurer l'introduction de la résine (3) dans celle-ci et au moins un canal (10) d'extraction de la résine (3) en excès hors de la cavité (5), caractérisé en ce que le moule (4) et le contre-moule (6) comportent des zones d'appui respectives entourant la cavité (5), ces zones d'appui comprenant deux joints d'étanchéité périphériques (11,12) décalés l'un par rapport à l'autre, de l'intérieur vers l'extérieur, délimitant une chambre de fermeture (22) qui est reliée à une source de vide (7), ladite source de vide (7) mettant en dépression la chambre de fermeture (22) pour assurer le plaquage du contre-moule (6) sur le moule (4).

2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mise en dépression de la cavité (5) comprend une pompe à vide (7), un canal (10) ménagé dans le contre-moule (6) ou dans le moule (4) servant à
la mise en dépression de la cavité (5) et à l'extraction de la résine (3) en excès hors de la cavité (5), et un circuit de mise en dépression (20) présentant la forme d'une tubulure qui relie la pompe à vide (7) au canal (10).

3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tubulure (20) reliant le canal (10) ménagé dans le contre-moule (6) ou dans le moule (4) à la pompe à vide (7) est équipée d'un pot tampon (14) destiné à
recueillir la résine (3) extraite de la cavité (5).

4. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal (9) d'introduction et le canal (10) d'extraction présentent une forme tronconique.

5. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de fermeture (22) est reliée à
la source de vide au moyen d'un circuit de mise sous vide (21) présentant la forme d'une tubulure et d'un canal (8) ménagé dans le contre-moule (6) ou dans le moule (4),

6. Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de mise en dépression (20) de la cavité (5) et le circuit de la mise sous vide (21) de la chambre de fermeture (22) sont disposés en parallèle et convergent en amont de la même pompe à vide (7).

7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de mise en dépression (20) de la cavité (5) et le circuit de la mise sous vide (21) de la chambre de fermeture (22) sont équipés de moyens de mesure (15,16) et de moyens de régulation (17,18) de la pression et du débit.

8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen de centrage du contre-moule (6) sur le moule (4).

9. Procédé de fabrication d'une pièce moulée en un matériau composite comprenant un mélange de fibres de renfort (2) et d'une résine (3) mettant en uvre le dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 qui comprend les étapes suivantes :
a) on dispose des fibres de renfort (2) dans la cavité (5) du dispositif (1) ;
b) on dépose le contre-moule (6) sur le moule (4) ;

c) on instaure une dépression dans la cavité (5) avec le moyen de mise en dépression (7) de la cavité (5) et on instaure un vide de fermeture dans la chambre de fermeture (22) ;
d) on introduit de la résine dans la cavité (5) tout en maintenant la dépression dans la cavité (5) et le vide de fermeture dans la chambre de fermeture (22) ;
e) on arrête la mise en dépression de la cavité (5) lorsqu'un excès de résine (3) sort de la cavité (5) par le canal (10) ;
f) on thermo-durcit la résine (3) ;
g) on désolidarise le contre-moule (6) du moule (4) ;
h) on démoule la pièce moulée ;
i) optionnellement, on découpe la pièce moulée obtenue à l'étape h).

10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape c) est réalisée en instaurant une dépression dans la cavité (5) avec le moyen de mise en dépression (7) de la cavité (5) d'au moins 800 mbar et un vide de fermeture dans la chambre de fermeture (22) d'au moins 300 mbar.