[go: up one dir, main page]

FR3132459A1 - Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique - Google Patents

Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique Download PDF

Info

Publication number
FR3132459A1
FR3132459A1 FR2201159A FR2201159A FR3132459A1 FR 3132459 A1 FR3132459 A1 FR 3132459A1 FR 2201159 A FR2201159 A FR 2201159A FR 2201159 A FR2201159 A FR 2201159A FR 3132459 A1 FR3132459 A1 FR 3132459A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
mold
production
assembly
thermoplastic
fold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2201159A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3132459B1 (fr
Inventor
Justin Merotte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coriolis Group
Original Assignee
Coriolis Group
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coriolis Group filed Critical Coriolis Group
Priority to FR2201159A priority Critical patent/FR3132459B1/fr
Priority to PCT/FR2023/000011 priority patent/WO2023152430A1/fr
Publication of FR3132459A1 publication Critical patent/FR3132459A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3132459B1 publication Critical patent/FR3132459B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/386Automated tape laying [ATL]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/543Fixing the position or configuration of fibrous reinforcements before or during moulding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique comprenant - l’application d’un agent d’adhésion sur la surface d’application d’un moule, pour conférer un caractère collant à la surface d’application, - la réalisation d’un premier ensemble (71), comprenant la réalisation d’un premier pli de bandes thermoplastiques sur ladite surface d’application, ledit premier ensemble présentant une zone périphérique (712) s’étendant au-delà du contour théorique final de la pièce à réaliser, - la mise en place d’une bande d’étanchéité sur le contour du premier ensemble, et mise sous vide du premier ensemble, pour garantir le maintien dudit premier ensemble sur la surface d’application, - la réalisation sur le premier ensemble d’un deuxième ensemble (72) comprenant plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques pour réaliser la préforme (73), et - le détourage de la préforme selon le contour théorique final pour obtenir la pièce en matériau thermoplastique.

Description

PROCÉDÉ DE RÉALISATION D’UNE PIÈCE EN MATÉRIAU THERMOPLASTIQUE
La présente invention concerne un procédé de réalisation d‘une pièce en matériau plastique par application de plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques sur la surface d’application d’un moule.
Il est connu des procédés de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique comprenant la réalisation d’une préforme comprenant plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques, le premier pli étant obtenu par application d’une ou plusieurs bandes thermoplastiques côte à côte sur la surface d’application d’un moule, chaque pli suivant étant obtenu par application d’une ou plusieurs bandes thermoplastiques sur une ou plusieurs bandes du pli précédent. Les bandes thermoplastiques peuvent être formées d’une ou plusieurs fibres plates continues pré-imprégnées d’un polymère thermoplastique, par exemple des fibres de carbone constituées d’une multitude de fils ou filaments de carbone.
Dans des procédés de placement de fibres, connus en soi, chaque bande est appliquée au contact sur un moule pour former plusieurs plis dans des orientations définies. Ces procédés de drapage automatique au contact sont mis en œuvre au moyen d’une tête de placement de fibres comportant un rouleau de compactage destiné à venir en contact contre le moule pour appliquer une bande formée d’une ou plusieurs fibres plates continues. La tête est équipée d’un système de chauffe pour chauffer la bande à appliquer, juste avant son compactage par le rouleau, ainsi que la surface du moule ou les bandes déjà appliquées en amont du rouleau de compactage. Le chauffage est de préférence, effectué à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polymère thermoplastique afin de garantir un soudage efficace entre les bandes. La préforme résultante est généralement soumise à une opération de consolidation par passage dans un four autoclave, cette consolidation visant à supprimer les vides, à réduire le taux de porosité et à augmenter le taux de cristallinité de la pièce. Dans certains procédés, le chauffage lors du drapage est effectué pour assurer une consolidation in situ de la pièce, de sorte que la pièce obtenue après drapage ne nécessite pas d’opération de traitement thermique supplémentaire pour atteindre les caractéristiques mécaniques souhaitées.
Il est nécessaire d’obtenir une bonne accroche du premier pli sur le moule pour garantir une bonne qualité de drapage, tout en permettant un démoulage aisé de la pièce après drapage. Par ailleurs, suivant la taille ou la complexité de la pièce, ou suivant le type de machine utilisé, un déplacement du moule est nécessaire pour effectuer le drapage des plis, le moule devant par exemple être monté sur un système de déplacement de type positionneur. L’accroche du premier pli doit permettre d’effectuer de tels mouvements du moule. Le drapage du premier pli sur le moule, généralement métallique, est souvent problématique, les polymères thermoplastiques n’adhérant pas naturellement aux surfaces des moules.
Ce premier pli est classiquement effectué avec un film d’accroche, généralement un film polyimide, tel que les films vendus sous la dénomination commerciale Thermalimide ou Kapton. Le film polyimide est appliqué sur la surface du moule et est maintenu sur le moule par une mise sous vide. Le premier pli est alors réalisé en chauffant à la fois les bandes à appliquer et le film polyimide. Ces films polyimide sont aujourd’hui utilisés pour l’accroche du premier pli de pièces planes ou présentant une seule direction de courbure, mais ne sont pas bien adaptés à la fabrication de pièces tridimensionnelles avec des géométries complexes. Ces films polyimide présentent en effet une souplesse limitée qui ne leur permet pas d’épouser les surfaces de moule de géométries complexes, notamment des surfaces à double courbure. Pour la réalisation de certaines pièces de formes complexes, il est possible de découper des morceaux de film polyimide et de les assembler les uns avec les autres avec des bandes adhésives de polyimide. Cette opération s’avère toutefois longue et fastidieuse. Par ailleurs, les surépaisseurs de bandes adhésives génèrent des marquages sur la surface de la pièce après démoulage. Dans le cas de drapage sans post consolidation, il est important de ne pas générer de défauts sur la surface en contact avec le moule, l’état de surface final de la pièce étant celui obtenu après démoulage.
Le but de la présente invention est de proposer une solution visant à pallier au moins l’un des inconvénients précités.
A cet effet, la présente invention propose un procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique comprenant la réalisation d’une préforme comprenant plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques, le premier pli étant obtenu par application d’une ou plusieurs bandes thermoplastiques côte à côte sur la surface d’application d’un moule, chaque pli suivant étant obtenu par application d’une ou plusieurs bandes thermoplastiques sur une ou plusieurs bandes du pli précédent, chaque bande étant de préférence appliquée en chauffant à la fois la bande à appliquer et la ou les bandes précédemment appliquées, caractérisé en ce que la réalisation de la préforme comprend
- l’application d’un agent d’adhésion, telle qu’une colle, de préférence par pulvérisation, sur la surface d’application du moule, pour conférer un caractère collant à la surface d’application,
- la réalisation d’un premier ensemble, comprenant la réalisation d’un premier pli sur ladite surface d’application munie de colle, de préférence de manière automatique, par exemple par placement de fibres et/ou par fabrication additive, ledit premier ensemble présentant une zone périphérique s’étendant au-delà du contour théorique final de la pièce à réaliser, ladite colle assurant temporairement le maintien du premier ensemble sur la surface d’application du moule,
- la mise en place d’une bande d’étanchéité sur le contour du premier ensemble, ladite bande d’étanchéité s’étendant sur la surface d’application du moule et sur la zone périphérique du premier ensemble, et mise sous vide du premier ensemble, ladite mise sous vide consistant à tirer le vide entre le premier ensemble et la surface d’application du moule, pour garantir le maintien dudit premier ensemble sur la surface d’application, et
- la réalisation sur le premier ensemble d’un deuxième ensemble comprenant plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques, de préférence de manière automatique, pour réaliser la préforme, le contour du deuxième ensemble étant par exemple disposé juste au-delà du contour théorique final,
le procédé comprenant en outre le détourage de la préforme selon le contour théorique final pour obtenir la pièce en matériau thermoplastique.
Selon l’invention, une colle est utilisée pour assurer l’accroche temporaire du premier pli sur la surface d’application, le temps de la réalisation d’un premier ensemble, la colle servant uniquement à conférer un caractère collant à la surface d’application. Cette solution d’accroche non permanente ne nécessite pas de traitement de surface particulier du moule. Ce premier ensemble s’entend au-delà du contour théorique final pour définir une zone périphérique, qui sera utilisée pour maintenir le premier ensemble par mise sous vide et réaliser tous les plis de la préforme, et qui sera ensuite supprimée par détourage.
L’agent d’adhésion est de préférence appliqué par pulvérisation, et est par exemple une colle en pulvérisateur vendue par la société 3M sous la dénomination commerciale Spray Mount.
Le procédé selon l’invention, avec une accroche temporaire via un agent d’adhésion, puis une accroche par aspiration, permet de réaliser tout type de pièce en matériau thermoplastique, notamment des pièces tridimensionnelles avec des formes complexes.
Les bandes thermoplastiques peuvent être appliquées par un procédé de placement de fibres, au moyen d’une tête de placement de fibres comprenant un rouleau de compactage et des moyens de chauffe, et/ou par fabrication additive au moyen d’une tête de fabrication additive comprenant une buse et des moyens de chauffe. La préforme peut être obtenue en combinant des plis réalisés par placement de fibres et des plis réalisés par fabrication additive. Le procédé selon l’invention s’avère particulièrement avantageux pour la réalisation de pièces composites par placement de fibres, comprenant éventuellement un second ensemble avec des plis réalisés par fabrication additive.
Dans le cas de placement de fibres, les bandes thermoplastiques peuvent être formées d’une ou plusieurs fibres plates continues ou discontinues imprégnées d’un polymère thermoplastique. Dans le cas de fibres continues, chaque fibre est constituée d’une multitude de fils ou filaments, par exemple une fibre de carbone constituée d’une multitude de filaments de carbone. La pièce résultante est alors une pièce composite comprenant des fibres continues et une matrice polymère thermoplastique. Les bandes thermoplastiques appliquées par placement de fibres peuvent également être formées d’une ou plusieurs fibres thermoplastiques plates, formées à partir d’un polymère thermoplastique.
Dans le cas de fabrication additive, les bandes sont formées par fusion d’un polymère thermoplastique.
Afin d’obtenir une étanchéité suffisante du premier ensemble pour une mise sous vide efficace, notamment dans le cas de bandes de fibres pré-imprégnées appliquées par placement de fibres, le premier ensemble comprend de préférence plusieurs plis superposés. Selon un mode de réalisation, la réalisation d’un premier ensemble comprend la réalisation du premier pli et d’un ou plusieurs plis additionnels, s’étendant au-delà du contour théorique final de la pièce, de sorte que le premier ensemble présente une étanchéité suffisante pour un maintien par mise sous vide. Les plis sont appliqués dans des orientations complémentaires, les bandes de plis différents formant un angle non nul entre elles, et/ou sont appliquées en quinconce. Dans ce dernier cas, les plis sont dans une même orientation, parallèles entre eux, et sont décalés l’un par rapport à l’autre de sorte que chaque fibre d’un pli supérieur recouvre deux fibres adjacentes du pli inférieur.
Dans le cas de bandes thermoplastiques appliquées par fabrication additive ou de bandes thermoplastiques formées de fibres thermoplastiques appliquées par placement de fibres, une étanchéité suffisante du premier ensemble peut être obtenu avec un seul pli.
Les fibres continues appliquées par placement de fibres sont par exemple des fibres de carbone, des fibres de verre ou des fibres synthétiques, par exemple de 1 mm, 3,175 mm, 6,35mm ou 12,7 mm de large, les fibres étant pré-imprégnées d’un polymère thermoplastique par exemple choisi dans le groupe constitué par les polyamides, polyesters tel que le polyéthylène téréphtalate, polyéthersulfones, polyétheréthercétones, polysulfures de phénylène, polyuréthanes, époxydes, polyoléfines, acide polylactique, ou un mélange d’un ou plusieurs de ces polymères.
Selon un mode de réalisation, le premier pli est réalisé avec un chauffage des bandes thermoplastiques à appliquer, à une température supérieure à la température de fusion du polymère thermoplastique, sensiblement sans rayonnement thermique émis par des moyens de chauffe directement en direction de la surface d’application du moule, pour ne pas détériorer l’agent d’adhésion.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, avant la réalisation du premier pli, et de préférence après l’application de l’agent d’adhésion, la pose d’une couche drainante sur la surface d’application du moule, de préférence uniquement au-delà du contour théorique final, afin de faciliter la mise sous vide ultérieure, le premier ensemble recouvrant ladite couche drainante.
Selon un mode de réalisation, la préforme est réalisée sur un moule chauffant, ledit moule étant chauffé lors de la réalisation du second ensemble, et non chauffé lors de réalisation du premier ensemble afin de ne pas détériorer l’agent d’adhésion avant la mise sous vide.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l’application de bandes thermoplastiques formées d’une ou plusieurs fibres continues ou discontinues, de préférence continues, imprégnées d’un polymère thermoplastique, ladite application étant effectuée par placement de fibres au moyen d’une tête de placement de fibres comprenant un rouleau de compactage et un système de chauffe, de préférence de type laser.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d’un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels :
– la est une vue schématique en coupe d’un exemple de pièce tridimensionnelle en matériau thermoplastique réalisée suivant le procédé selon l’invention ;
- la est une vue schématique en coupe transversale d’un moule pour la réalisation de la pièce de la ;
- la est une vue schématique de dessus du moule de la , illustrant le positionnement de la couche drainante par rapport au contour théorique final de la pièce ;
- les et ont des vues schématiques analogues à celle de la illustrant respectivement l’étape de drapage du premier pli et l’étape de mise sous vide du premier ensemble,
- la est une vue agrandie du détail D de la ; et
- la est une vue schématique du moule analogue à celle de la illustrant l’étape de réalisation du deuxième ensemble.
La illustre un exemple de pièce tridimensionnelle 1 réalisable avec le procédé selon l’invention. La préforme présente ici la forme d’une calotte sphérique 11 avec un rebord 12 plan. Dans le mode de réalisation illustré, la pièce est obtenue à partir de bandes de fibres pré-imprégnées d’un polymère thermoplastique, le procédé comprenant la réalisation de plis superposés de bandes par placement de fibres sur la surface d’un moule. En référence aux figures 2 et 3, la pièce est réalisée ici sur la surface d’application 21 d’un moule 2 femelle, appelée également surface de drapage, comprenant un renfoncement correspondant à la forme de la pièce finale souhaitée.
Dans une première étape, de la colle 3 est pulvérisée sur la surface du moule pour assurer l’adhésion du premier pli. La colle est appliquée au-delà du contour théorique final de la pièce finale, illustrée par le trait discontinu référencé 13 sur la .
Une bande de couche drainante 5 est positionnée sur la surface du moule autour du contour théorique final 13, afin de faciliter la mise sous vide ultérieure.
Un premier pli de bandes de fibres continues pré-imprégnées d’un polymère thermoplastique est drapé sur la surface du moule munie de colle. En référence à la , le drapage est effectué au moyen d’une tête 6 de placement de fibres, connue en soi, permettant le drapage automatique au contact de bandes formées d’une ou plusieurs fibres. La tête permet ici le drapage de bandes formées de plusieurs fibres. Les fibres F entrent dans la tête 6 sous la forme de deux nappes de fibres, et la tête comprend un système de guidage 61 permettant de guider les fibres vers le rouleau de compactage 62 sous la forme d’une bande de fibres dans laquelle les fibres sont disposées côte à côte, par exemple sensiblement bord à bord. La tête comprend, de part et d’autre du système de guidage, des moyens de coupe 63 pour couper individuellement chaque fibre passant dans le système de guidage, des moyens de blocage 64 pour bloquer chaque fibre venant d’être coupée, et des moyens de réacheminement 65 pour entraîner individuellement chaque fibre, ceci afin de pouvoir à tout moment stopper et reprendre l’application d’une fibre, ainsi que choisir la largeur de la bande. Le drapage d’une bande est réalisé par déplacement relatif de la tête par rapport à la surface du moule. La tête comprend par exemple une structure support (non représentée) sur laquelle est monté le système de guidage et par laquelle la tête peut être assemblée à un système de déplacement. La tête est par exemple prévue pour recevoir huit fibres, et permettre l’application de bandes de 1 à 8 fibres de 6,35 mm (1/4 de pouce) de large. Les fibres sont par exemple des fibres de carbone, plates continues, de type mèches, comprenant une multitude de fils ou filaments de carbone, avec un polymère thermoplastique présent en quantité de l’ordre de 40% en poids. La tête 6 est équipée d’un système de chauffe 66, par exemple de type laser, apte à chauffer les fibres avant leur application sur la surface d’application, ainsi que la surface d’application ou des fibres préalablement déposées, en amont du rouleau par rapport à la direction d’avancement. En variante, la tête de placement est apte à draper uniquement une seule fibre, chaque bande étant alors formée d’une fibre. Le premier pli est réalisé en drapant plusieurs bandes côte à côte dans une orientation donnée. Lors du drapage de ce premier pli, le système de chauffe est réglé de sorte que le rayonnement soit orienté principalement vers les fibres à appliquer, en limitant le rayonnement direct vers la surface du moule munie de la colle, afin de ne pas détériorer la colle. De préférence, les fibres sont chauffées au-delà de la température de fusion du polymère thermoplastique. Ce premier pli est drapé sur la bande de couche drainante et présente un contour disposé au-delà de cette bande de couche drainante. La couche drainante est formée d’un matériau drainant, par exemple un tissu de verre, éventuellement à revêtement PTFE, qui résiste au système de chauffe et conserve ses propriétés drainantes à l’issue du drapage du premier pli.
Un ou plusieurs plis additionnels sont drapés dans des orientations complémentaires de celle du premier pli jusqu’à l’obtention d’un premier ensemble 71. Le premier ensemble comprend un nombre de plis dans des orientations complémentaires et/ou disposés en quinconce, de sorte que ledit ensemble soit suffisamment étanche pour permettre une mise sous vide efficace dudit premier ensemble, de préférence sensiblement sans fuite, et ainsi garantir un maintien de ce premier ensemble sur le moule. A titre d’exemple, le premier pli est orienté à 0° par rapport à un axe de référence de la pièce, un deuxième pli est drapé sur le premier pli à 90°, et un troisième pli est orienté à 0°, en appliquant un décalage entre les bandes du premier pli et celles du deuxième pli de sorte que les fibres du deuxième pli viennent se superposer sur deux fibres adjacentes du premier pli. Selon un autre exemple, le premier ensemble comprend uniquement un premier pli et un deuxième pli tous les deux disposés à 0°, le deuxième pli étant appliqué en utilisant la stratégie de décalage précitée.
Pour le drapage de ces plis additionnels, le système de chauffe 66 est avantageusement orienté pour chauffer à la fois les fibres à draper ainsi que les fibres préalablement drapées en amont du rouleau par rapport à la direction d’avancement de la tête, à une température supérieure à la température de fusion du polymère thermoplastiques, afin de souder les fibres à draper aux fibres du pli précédent. Le faisceau émis par le système de chauffe est par exemple centré sur la ligne de contact entre le rouleau et la surface du pli précédent. Lors de la réalisation de ce premier ensemble, la colle assure l’adhésion des plis au moule. Ces plis additionnels présentent une surface équivalente à celle du premier pli. Le premier ensemble présente un contour 711 disposé au-delà du contour théorique final, et au-delà de la bande de couche drainante, le premier ensemble présentant une zone dite périphérique 712 définie entre le contour théorique finale 13 de la pièce et son contour 711.
En référence aux figures 5 et 6, le premier ensemble 71, est ensuite étanchéifié au moyen d’une bande d’étanchéité formée ici d’une bande adhésive 8 étanche, pour permettre la mise sous vide du premier ensemble. La bande adhésive est appliquée sur le contour 711 du premier ensemble, la bande adhésive étant posée à cheval sur la surface d’application du moule et sur le premier ensemble, plus précisément sur le dernier pli du premier ensemble. La bande adhésive étanche utilisée est par exemple une bande polyimide, tel qu’un ruban adhésif polyimide vendu sous la dénomination commerciale Kapton. Une telle bande en polyimide permet d’éviter une détérioration de cette bande avec le système de chauffe de la tête lors de la réalisation des plis suivants, et ainsi de réaliser une zone périphérique de taille réduite. En variante, la bande adhésive est remplacée par une bâche à vide classique, fixée le long de la surface du moule et du premier ensemble avec un joint d’étanchéité.
Pour la mise sous vide, le moule est équipé d’au moins un canal 22 de mise sous vide débouchant sur la surface d’application du moule, au niveau de la bande de couche drainante, et sur une face latérale 23 du moule pour sa connexion à une pompe à vide. La mise en marche de la pompe à vide permet de tirer le vide entre le premier ensemble 71 et la surface d’application 21 du moule, et de maintenir ainsi le premier ensemble par aspiration contre le moule. Le moule peut présenter plusieurs canaux de mise sous vide pour tirer le vide en plusieurs points.
Plusieurs plis formant un deuxième ensemble 72 peuvent ensuite être drapés avec la tête de placement sur le premier ensemble pour finaliser une préforme 73, tel qu’illustré à la . Pour la réalisation de ces plis, le système de chauffe est orienté à la fois sur les fibres à draper et sur les fibres préalablement drapées pour chauffer les fibres à draper et les fibres précédemment drapées au-delà de la température de fusion du polymère thermoplastique, et ainsi assurer le soudage des différents plis. Selon un mode de réalisation, le moule est un moule chauffant, équipé de moyens de chauffe. Pour la réalisation des plis du second ensemble, le moule est mis en chauffe à une température supérieure à la température de transition vitreuse Tg du polymère thermoplastique. Ces plis du deuxième ensemble sont classiquement drapés légèrement au-delà du contour théorique final de la pièce pour obtenir une pièce finale avec un contour propre. Lors de ce drapage, la colle est dégradée par la chaleur et le maintien des plis sur le moule est assuré uniquement par la mise sous vide.
Une fois la préforme 73 réalisée, la préforme peut être retirée du moule et être détourée, en effectuant une découpe, selon les lignes de coupe représentées de manière schématique sous la référence 9 sur la . La pièce résultante peut le cas échéant être soumise à une étape de traitement thermique, ou étape de consolidation, de préférence avant l’étape de détourage. Le détourage peut éventuellement être réalisé sur le moule avec un système de découpe, avant le démoulage, en utilisant un moule approprié présentant sur sa surface d’application des gorges au niveau du contour théorique final pour recevoir l’extrémité de la lame du système de découpe.
Bien que l’invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu’elle n’y est nullement limitée et qu’elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention.

Claims (6)

  1. Procédé de réalisation d’une pièce (1) en matériau thermoplastique comprenant la réalisation d’une préforme (73) comprenant plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques, le premier pli étant obtenu par application d’une ou plusieurs bandes thermoplastiques côte à côte sur la surface d’application (21) d’un moule (2), chaque pli suivant étant obtenu par application d’une ou plusieurs bandes thermoplastiques sur une ou plusieurs bandes thermoplastiques du pli précédent, caractérisé en ce que la réalisation de la préforme comprend
    - l’application d’un agent d’adhésion (3) sur la surface d’application du moule, pour conférer un caractère collant à la surface d’application,
    - la réalisation d’un premier ensemble (71), comprenant la réalisation d’un premier pli sur ladite surface d’application munie de colle, ledit premier ensemble présentant une zone périphérique (712) s’étendant au-delà du contour théorique final (13) de la pièce à réaliser,
    - la mise en place d’une bande d’étanchéité (8) sur le contour (711) du premier ensemble, ladite bande d’étanchéité s’étendant sur la surface d’application du moule et sur la zone périphérique (712) du premier ensemble, et mise sous vide du premier ensemble, pour garantir le maintien dudit premier ensemble sur la surface d’application, et
    - la réalisation sur le premier ensemble (71) d’un deuxième ensemble (72) comprenant plusieurs plis superposés de bandes thermoplastiques pour réaliser la préforme (73),
    le procédé comprenant en outre le détourage de la préforme selon le contour théorique final pour obtenir la pièce en matériau thermoplastique.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation du premier ensemble (71) comprend la réalisation du premier pli et d’un ou plusieurs plis additionnels.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier pli est réalisé avec un chauffage des bandes thermoplastiques à appliquer, à une température supérieure à la température de fusion du polymère thermoplastique, sensiblement sans rayonnement thermique émis directement en direction de la surface d’application (21) du moule.
  4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend la pose d’une couche drainante (5) sur la surface d’application (21) du moule au-delà du contour théorique final (13), afin de faciliter la mise sous vide ultérieure, le premier ensemble (71) recouvrant ladite couche drainante.
  5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la préforme (73) est réalisée sur un moule (2) chauffant, ledit moule étant chauffé lors de la réalisation du second ensemble, et non chauffé lors de réalisation du premier ensemble (72).
  6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend l’application de bandes thermoplastiques formées d’une ou plusieurs fibres imprégnées d’un polymère thermoplastique, l’application étant effectuée par placement de fibres au moyen d’une tête (6) de placement de fibres comprenant un rouleau de compactage (62) et un système de chauffe (66) de type laser.
FR2201159A 2022-02-10 2022-02-10 Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique Active FR3132459B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2201159A FR3132459B1 (fr) 2022-02-10 2022-02-10 Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique
PCT/FR2023/000011 WO2023152430A1 (fr) 2022-02-10 2023-01-23 Procédé de réalisation d'une pièce en matériau thermoplastique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2201159A FR3132459B1 (fr) 2022-02-10 2022-02-10 Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique
FR2201159 2022-02-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3132459A1 true FR3132459A1 (fr) 2023-08-11
FR3132459B1 FR3132459B1 (fr) 2023-12-29

Family

ID=81327301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2201159A Active FR3132459B1 (fr) 2022-02-10 2022-02-10 Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3132459B1 (fr)
WO (1) WO2023152430A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8252134B2 (en) * 2007-02-06 2012-08-28 European Aeronautic Defence And Space Company-Eads France Device for maintaining and depositing a thermoplastic composite material on a shaping tool and method for making a composite part
US20160221223A1 (en) * 2012-10-18 2016-08-04 Cytec Industries Inc. Surface Engineering of Thermoplastic Materials and Tooling
DE102011056637B4 (de) * 2011-12-19 2016-09-08 Institut Für Verbundwerkstoffe Gmbh Verfahren zur Fertigung eines Kunststoffbauteils
US10449731B2 (en) * 2014-04-30 2019-10-22 Magna International Inc. Apparatus and process for forming three-dimensional objects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8252134B2 (en) * 2007-02-06 2012-08-28 European Aeronautic Defence And Space Company-Eads France Device for maintaining and depositing a thermoplastic composite material on a shaping tool and method for making a composite part
DE102011056637B4 (de) * 2011-12-19 2016-09-08 Institut Für Verbundwerkstoffe Gmbh Verfahren zur Fertigung eines Kunststoffbauteils
US20160221223A1 (en) * 2012-10-18 2016-08-04 Cytec Industries Inc. Surface Engineering of Thermoplastic Materials and Tooling
US10449731B2 (en) * 2014-04-30 2019-10-22 Magna International Inc. Apparatus and process for forming three-dimensional objects

Also Published As

Publication number Publication date
FR3132459B1 (fr) 2023-12-29
WO2023152430A1 (fr) 2023-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3519166B1 (fr) Procédé de réalisation de pièces en matériau composite par imprégnation d'une préforme particulière
FR2956057A1 (fr) Decoupe de preformes avant injection rtm par jet d'eau et cryogenisation
EP3277486A1 (fr) Tête d'application de fibres avec rouleau d'application particulier
EP3140104B1 (fr) Procédé de réalisation de préformes par application et formage de fibres orientées
CA2934952A1 (fr) Procede et dispositif pour l'estampage d'un flan composite a matrice thermoplastique non consolide
EP3411207B1 (fr) Procédé de réalisation de préformes tridimensionnelles par formage de préformes initiales avec des voiles
WO2015170016A1 (fr) Procédé et machine pour la réalisation de préformes par application sans compactage de fibres orientées
EP3606734B1 (fr) Procédé de réalisation de pièces en matériau composite a partir de préformes aiguilletées en présence d'agent lubrifiant
EP3678850B1 (fr) Procédé de réalisation d'une pièce en matériau composite par aiguilletage orienté d'une préforme
EP4127410B1 (fr) Aube composite de turbomachine et son procede de fabrication
FR3132459A1 (fr) Procédé de réalisation d’une pièce en matériau thermoplastique
EP2809501B1 (fr) Procede de drapage sur forme de materiaux composites
WO2018185383A1 (fr) Procédé de réalisation de pièces en matériau composite à partir de préformes aigilletées
FR3079444A1 (fr) Procede de realisation d'une piece en materiau composite par aiguilletage de sous-ensembles de plis
WO2017051081A1 (fr) Procédé de réalisation de pièces métalliques renforcées de fibres thermoplastiques continues
FR3093947A1 (fr) Méthode et installation de fabrication de pièce de révolution en matériau composite
EP3204219B1 (fr) Procédé de réalisation de pièces thermoplastiques renforcées de fibres thermoplastiques continues
EP3784481B1 (fr) Tete d'application de fibres comprenant plusieurs rouleaux de compactage
EP4005781B1 (fr) Outillage
EP3784482B1 (fr) Tete d'application de fibres comprenant des verins de compactage associes a des modules fonctionnels
FR2824378A1 (fr) Joint a brosses en materiau composite
FR3146291A1 (fr) Machine de placement de fibres avec des moyens de chauffe laser particuliers
FR3142117A1 (fr) Procédé pour l’intégration d’un raidisseur à une pièce composite à matrice thermoplastique

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20230811

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4