Brevet FR2141535A1 — publié le 19730126

L'$nt ntio se rapporte à un procédé de fabrication d'articles en stratifiés. Elle vise plus particulièrement, quoique non exclusivement, les modèles réduits et jouets de tout genre, car ce type d'article demande à ce que la légèreté soit alliée à la robustesse. Depuis longtemps, des constructeurs cherchent à réduire le coût de tels articles, notamment en remplaçant leur construction traditionnelle à partir d'éléments suivant les cas en bois, tôle emboutie, plastique injecté par des solutions plus légères et plus robustes. Il serait intéréssant de'fabriquer des jouets et modèles réduits à partir d'armatures à base de résines stratifiées qui présentent une grande ré sistance mécanique. Toutefois, l'application de la technique consistant à déposer la ou les armatures enduites de résines appropriées sur un moule maie reproduisant tout ou partie de l'article n'a pas donné les résultats escomptés.En effet, cette solution nécessite apres polymérisation de la résine d'avoir recours à un ponçage complet, long et oné reux, des faces extérieures de l'aéronef afin de lui donner un état de surface convenable. La technique la plus répandue pour la réalisation d'articles en stratifié consiste à utiliser un moule femelle dans lequel - après avoir enduit celui-ci d'un agent démoulant - on dépose les divers élélents successifs entrant dans la composition du stratifié, puis on laisse ensuite la polymérisation se faire dans le moule, généralement en biture, pour activer la réaction chimique. C'est seulement lorsque la résine est devenue dure, c'est-à-dire, en principe, après plusieurs heures, que l'on peut procéder au démoulage. I1 résulte de ce qui précède qu'une fabrication d'une certaine importance nécessitera la présence de nombreux moules d'où investissements importants. L'invention a pour but de fournir un procédé de fabrication qui ne nécessite pas de moules de polymérisation, supprime tout ponçage et soit de mise en oeuvre facile. Ce procédé consiste à former une. coque par déformation à chaud d'au moins une feuille mince et lisse de matière plastique, par exemple et préférentiellement, en matière plastique expansée extrudée, contre une matrice à la forme de ltempreinte de l'article à reproduire et à utiliser cette coque primaire comme moule en recouvrant tout ou partie de sa face interne d'au moins une couche de résine associée, ou non, à une armature, textile ou non, et/ou à un noyau en matière plastique expansée moulée, la coque renforcée ainsi formée constituant tout ou partie de l'article à réaliser. De ce fait, un seul outillage de l'article à reproduire suffit pour fabriquer un grand nombre de coques primaires qui, dès qu'elles au ront reçu le stratifié armature-résine, pourront etre stockéesjusqu'à polymérisation de la résine. Dans une forme de mise en oeuvre de ce procédé, la coque primaire est éliminée par un moyen approprié lorsque la résine stratifiée est polymérisée. Compte tenu de l'état de surface lisse de la face interne de la coque, la face extérieure de l'article obtenu est également lisse et ne nécessite aucun traitement particulier tel qu'un ponçage. Dans une autre forme de mise en oeuvre, la coque primaire reste liée définitivement au stratifié armature-résine et constitue la couche extérieure de l'article. Dans ce cas, il est inutile de poncer ou de traiter la face extérieure de l'article obtenu puisque celle-ci est constituée par la face extérieure de la feuille mince et lisse. Il est à noter que cette feuille se prête particulièrement bien à recevoir des peintures brillantes, d'un aspect particulièrement heureux. L'invention vise également le modèle réduit obtenu par mise en oeuvre de ce procédé. Ce modèle réduit est caractérisé en ce que au moins un de ses éléments est constitué d'une coque renforcée général ment avec armature textile ou similaire. En variante au moins une pièce est constituée de deux coques renforcées armées ou non, liées bord à bord, avec ou non inclusion, totale ou partielle, de noyaux en matière plastique expansée moulée. Le processus de mise en oeuvre peut consister à partir d'un noyau interne en une ou plusieurs parties- mais couvrant la totalité de l'appareil terminé. La ou les couches de stratification étant déposées sur ce noyau, les coques sont posées par dessus de façon à s'assembler bord à bord, la polymérisation et le 03?llage s'effectuant dans cet ensemble ainsi définitivement assemblée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes d'exécution d'un aéronef, obtenues par mise en oeuvre du procédé de l'invention. Fig. 1 : est une vue de caté de la coque primaire obtenue par déformation d'une feuille sur un moule approprié. Fig. 2 : est une vue de face présentant un fuselage réalisé en deux demi-parties; 1 coque droite, l coque gauche. Fig. 3 et 4 : sont des vues en coupe transversales, selon A, montrant différentes formes de réalisation du fuselage d'un aéronef suivant l'invention. Fig. 5 : représente une vue en plan partielle d'un noyau, suivant une variante. Fig. 6 : est une vue en coupe d'une aile selon un plan quelconque parallèle à l'axe général de l'appareil. Fig. 7 : représente schématiquement une coque d'un jouet quelconque. Fig. 8 : représente un coffret ou mallette vu en coupe. Fig. 9 et 10 : représentent respectivement une cloison intérieure et un mur vus en coupe verticale. A la Fig. I, 2 et 2' désignent les coques primaires obtenues par déformation d'une feuille mince et lisse de matière plastique expansée extrudée sur des moules correspondant respectivement à la moitié du fuselage à reproduire. La feuille est déformée à chaud à la température convenable, et au moyen d'une pression ou d'une dépression la plaquant directement, ou indirectement, par exemple avec des moyens intermédiaires, contre le moule précité. Bien entendu, le fuselage, les ailes et le stabilisateur peuvent être réalisés de la meme façon. Il est à noter que les températures et les pressions mises en jeu étant en général faibles, le modèle sur lesquels la feuille est déformée peut être réalisé en bois, en plâtre ou en tout autre matériau de mise en oeuvre peu onéreuse. Lorsque la coque primaire est formée, ce qui demande en général quelques minutes, voire quelques secondes, elle reçoit sur sa face intere 2a une couche de résine i, comme indiqué en traits interrompus à la Fig. 3. De préférence, une armature 4, représentée en traits mixtes à la Fig. 3, est également déposée sur la couche de résine 3 précitée et sur tout ou partie de la coque 2. Cette armature peut, bien entendu, etre en tissu, en non tissée ou en toute autre matière améliorant, en combinaison avec la résine, la rigidité de l'ensemble. L'ensemble coque 2 résine 2 et armature 4 forme une "coque renforcée" reproduisant respectivement le c8té gauche et le côté droit de l'appareil si l'on coupe celui-ci par un plan médian vertical. Dans la phase suivante les coques renforcées de chaque élément sont assemblées en enserrant sur tout ou partie de leur encombrement un ou plusieurs noyaux 5, notamment en matière plastique expansée moulée. Les noyaux 5 peuvent être pleins, comme représenté à la Fig. 3, ou creux, comme représenté à la Fig. 4. Comme le montre plus particulièrement la Fig. 3, les deux coques, constituant le fuselage de l'appareil, peuvent être assemblées suivant un plan de joint PI correspondant à son plan médian vertical. Le ou les noyaux dans la solution monobloc représentée en coupe Fig. 3 peuvent, avec avantage, être percés par une série d'orifices borgnes ou débouchants (respectivement 5t et 5"). Ces orifices ont pour but, d'une part,de réaliser une économie de matière première, mais surtout, d'autre part, de réaliser des zones de refroidissement qui permettront, par voie de conséquence, en accélérant la cadence de production, d'abais- ser notablement le prix de revient. Dans ce but les distances bord à bord entre trous ne devront pas excéder 20 mm environ. Les dimensions des orifices devront être suffisamment réduites pour qu'il n'y ait pas d'affaissement local de la coque extérieure, à l'endroit de l'orifice. La Fig. 5 représente un autre mode de réalisation de noyau à fort coefficient de refroidissement : des fentes relativement étroites 6 courant longitudinalement ou latéralement répondent au but poursuivi. Le collage bord à bord des deux demi-coques renforcées des Fig. 3 et 4 s'effectue en W. La réalisation de la voilure (aile et stabilisateur) peut se faire en appliquant le procédé ci-dessus décrit par les moyens qui vont être donnés ci-dessous Une coque supérieure en matière plastique expansée extrudée 9 reçoit les diverses couches de stratification prévues à l'intérieur comme exposé précédemment. Une coque inférieure en matière plastique expansée extrudée 7 reçoit les diverses couches de stratification prévues à l'intérieur, comme exposé précédemment. Les deux coques renforcées, tel qu'exposé ci-dessus sont ensuite assemblées, par exemple par collage en W. Une ou plusieurs poutresentretoises telles que 8 peuvent être interposées avant assemblage afin d'augmenter la rigidité de ltensembleO Ces poutres peuvent être avantageusement réalisées en matière plastique expansée moulée. La présente invention s'applique particulièrement bien à la fabrication de jouets et modèles réduits volants par suite de la grande solidité que l'on obtient, alliée à un très faible poids. Elle s'applique également bien à de nombreux autres genres d'articles Il est donné d'abord l'exemple de la réalisation d'une coque ou carrosserie de jouet (bateau modèle réduit, petit bateau deplaisance, voiture d'enfant, modèle réduit de voiture automobile, voiture automobile-jouet à pédale, etc,..). La Fig. 7 représente schématiquement une telle pièce, appelée ici "élément principal" et qui comporte Une coque mince 2 à la forme extérieure de I(lélément principal en une ou plusieurs parties. Un stratifié 15 composé généralement dans ce cas de plusieurs couches superposées de résine et d'armature textile. Une carcasse, en matière plastique expansée 5, comporte, venu de moulage une série d'entretoises 16 disposées de place en place. Dans le cas d'un objet utilitaire, un revetement stratifié 17 intérieur pourra être prévu. Pour des engins destinés à des applications terrestres, la masse de matière plastique expansée moulée jouera le role de masse antichoc. Pour des engins destinés à des applications nautiques, la masse de matière plastique expansée moulée jouera le rôle de volume de sécurité pour assurer la flottabilité. La paroi externe pourra recevoir un film protecteur antiabrasif 18. S'il s'agit d'un objet de dimension importante, dans lequel1 notamment, la carcasse 5 est réalisée en plusieurs parties, un cadre rigide 19, en métal, par exemple, sera prévu, de façon à donner à l'ensemble sa configuration générale. Les divers éléments constituant la carcasse 5 sont, dans ce cas, préférentiellement liés préalablement entre eux, par un moyen approprié. Il est donné ensuite l'exemple de réalisation d'un coffret ou mallette destiné au transport d'un objet très fragile. Les couches externes sont identiques à celles de l'exemple précédent. La carcasse 5 en deux parties est ainsi conçue qu'elle sert au calage de objet ou des objets à transporter. Le revêtement externe 18 pourra être avec avantage constitué d'un film ou tissu anti-abrasif qui pourra etre, par exemple, collé avec une résine polymérisable, la surface lisse de la coque se pretant parfaitement à cette façon pour donner un aspect irréprochable au produit fini. Par ce procédé, il pourra etre notamment réalisé le renforcement extérieur de toute pièce d'usage faite en matière plastique expansée : bouées de sauvetage ou de signalisation, planche de natation, etc... De même on peut prévoir des plaques pour revetement de sol ou de plafond, voire même des cloisons fixes ou amovibles des murs de constructions légères, toitures des coques complètes de caravane, etc... Dans ces derniers cas, la disposition suivante est employée (Fig. 9 et 10) Entre des éléments parallélépipédiques 20 sont interposées des lames très minces 21, en acier par exemple, ondulées ou planes, le reve tement en stratifié combiné 15 - 2 - 18 venant de chaque côté assurer la liaison, les lames 21 étant collées ou non à la résine. Les lames sont disposées, la tranche face à la direction des efforts normaux de contrainte représentés par les flèches. Il est évident, en effet, que la résistance à la compression d'un élément métallique très mince et très long - c'est le cas de la lame prise sur tranche - garde sa valeur nominale, dès lors que l'on supprime tout phénomène de flambage. C'est le cas vers lequel tendent les éléments en question du fait d'abord qu'ils sont enserrés dans un matériau qui, bien que compressible, offre une résistance globale importante par sa masse et ensuite du fait de leur disposition, qui maintient leurs aretes prises sur toute leur longueur dans le stratifié. La Fig. 9 montre une cloison de séparation ou galandage et la Fig. 10 un mur de construction légère. Les vues sont selon une coupe verticale, les lames sont donc disposées horizontalement. Elles pourraient aussi bien etre disposées verticalement. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'objets en stratifiés, à base de résine polymérisable, caractérisé en ce qu'il consiste à se servir comme moule de polymérisation d'une pièce ou coque mince et lisse, représentant tout ou partie de l'objet dans sa forme définitive, cette forme pouvant être plane ou quelconque et susceptible de recevoir un film de peinture de protection ou revêtement anti-abrasif. 2 - Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que la pièce ou les pièces servant de moule de polymérisation sont constituées de formes ou coques primaires obtenues à partir de feuille de matière plastique expansée extrudée. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications l et 2 caractérisé en ce que la coque primaire est éliminée par l'intervention d'un moyen adéquat après polymérisation. 4 - Procédé'selon 1 ou 2 caractérisé en ce que la coque primaire externe reste liée définitivement au stratifié à base de résine. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la coque primaire reçoit directement ou indirectement un renfort de stratification constitué d'au moins une couche de résine polymérisable et d'un noyau interne ou carcasse, la résine étant susceptible d'être associée avec une armature en fibre textile ou similaire. 6 - Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 et 5, caractérisé en ce qu'un noyau interne préférentiellement en matière plastique expansée moulée, en une ou plusieurs parties assemblées, est revêtu de la ou des couches de stratification, la coque primaire externe en une ou plusieurs parties venant s'assembler par-dessus, la polymérisation et la liaison par collage des divers éléments constitutifs s'effectuant dans le sein de cet ensemble ainsi définitivement constitué, l'assemblage des pièces constitutives du noyau se faisant au moyen d'un cadre rigide. 7 - élément principal de jouet, modèle réduit ou autre, selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la carcasse interne, réalisée préférentiellement en matière plastique expansée moulée, est renforcée elle-meme à l'intérieur par un stratifié à base de résine polymérisable. 8 - Constitution d'aéronef jouet et modèle réduit selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fuselage comporte un noyau creux fermé par couvercle (s) l'extérieur étant constitué de 2 coquilles qui enserrent le noyau ou carcasse, et qui se réunissent selon le plan médian vertical, l'aile étant constituée de deux coques en forme renforcées par stratification, l'une constituant l'intrados et l'autre l'extrados, leur réunion se faisant selon un plan sensiblement horizontal. 9 - Constitution d'objets d'usage, selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4, 5 et 6, caractérisée en ce que objet réalisé en matière plastique expansée, est renforcé extérieurement par une stratification et une coque extérieure lisse recouverte d'un film de protection. 10 - Parois telles que coque de caravanes, cloisons intérieures ou extérieures, plafond, toiture, selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4, 5, 6 et 7 caractérisé en ce qu'elles sont constituées d'une succession de barres de matière plastique expansée moulée, de forme sensiblement parallélépipédique, barres entre lesquelles s'interposent, intimement liées, des lames minces de matériau compact, dont la largeur représente l'épaisseur de la paroi entre les couches de stratification, les aretes de ces barres faisant face aux efforts normaux de poussée qui sollicitent ladite paroi. 8 folios.