Brevet FR2126230A1 — publié le 19721006

Dans les procédés connus jusqu'à. présent pour la fabrica tion de pièces moulées renforcées par des fibres, on dépose une couche d'un produit constitué de fibres et de résine, sortant d'une installation d'injection à plusieurs composants, sur le modèle préparé, puis on comprime ce produit ou on dispose un mat sur le modèle, puis une seconde moitié de moule flexible ou rigide, et à l'aide d'une dépression on aspire, à partir d'une canalisation d'arrivée, de la résine qui imprègne le mat. I1 existe en outre d'autres procédés différents de moulage sous pression pour la fabrication de pièces en matière synthétique renforcées par des fi-bres-de verre. Le procédé d'injection de fibres exige une opération supplémentaire de compression qui peut être effectuée en passant des -rouleaux cannelés, manoeuvrés à l'aide d'une machine ou à la main, sur le mat imprégné de résine. Dans le cas de pièces moulées présentant des courbures sphériques, ce procédé ne peut être appliqué qu'à la main. Même avec les pièces moulées qui permettent le passage de rouleaux manoeuvrés par une machine, cette opération de finissage donne lieu à de nombreuses perturbations du fait que des fibres de verre s'enroulent sur les rouleaux d'application. Dans le procédé par dépression, de la résine est aspirée qui imprègne le mat, ce qui , notamment avec les résines à haute viscosité, présente toujours le risque d'inclusion de bulles d'air. D'autre part, lorsque les trajets d'écoulement de la résine sont longs, le mélange de résine, comprenant un durcisseur et un accélérateur, risque de se durcir prématurément. Dans les procédés de moulage sous pression selon les techniques de moulage par voie humide à froid ou à chaud, enfin,- on risque également des inclusions d'air qui se présentent sous forme de porosités localisées sur la pièce. Dans le traitement 'Prepregt enfin il faut mettre en oeuvre des outillages et des presses très coûteux, vues les pressions de moulage extrêmement élevées qui doivent être appliquées. Le procédé conforme à l'invention obvie à ces inconvénients par le fait que sur une coquille constituant le modèle, après qu'on ait mis en place une résine pour produits stratifiés, on dispose une couche de fibres de renforcement et/ou d'un produit perméable à l'air, qui, tout au moins partiellement, est maintenu à l'abri de liant, quton comprime ensuite les fibres de ren forcement et le produit perméable à l'air à l'aide d'une seconde moitié de moule de forme correspondante et qu'on durcit ensuite la résine, les zones, avoisinant la seconde moitié de moule, du produit perméable à l'air, demeurant dénuées de résine. Selon une autre caractéristique de l'invention, on purge d'air l'espace situé entre la coquille et la seconde moitié de moule précitée. L'invention est expliquée plus en détail ci-après, à l'aide d'un de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - les figures la et lb représentent en coupe deux demicoquilles associées correspondant au modèle , - les figures 2a à 3b illustrent d'autres phases du procédé et - la figure 4 représente les deux demi-coquilles assemblées. Sur une surface préparée 5, c'est-à-dire munie d'un produit séparateur, d'une demi-coquille 1, on dépose, par exemple au moyen d'un dispositif pulvérisateur 2 (nuage de pulvérisation 4), une fine couche de résine pure 3. Dans cette opération, la demicoquille 1 est recouverte par un masque G dans ses régions qui, pour l'exécution d'une phase opératoire suivante du procédé, doivent demeurer dénuées de résine. Après gélification de cette couche 3, ce qui peut se faire par irradiation à l'ultra-violet ou par l'action de la chaleur, on dépose de la même manière une couche de résine pour produits stratifiés pure, en quantité définie.Sur cette couche, avant qu'elle durcisse, on dispose un mat ou une ébauche de la pièce moulée 7 de fibres de verre et ceci sous une épaisseur telle que la quantité de résine pour produits stratifiés antérieurement déposée soit insuffisante pour traverser la totalité de la couche de fibres au cours de l'opération de compression qui suit, ou on dispose sur la couche de fibres de verre 7 une couche d'un autre produit perméable à l'air, par exemple un produit granulaire ou en morceaux. Cette ou ces couches ont une épaisseur telle qu'elles ne soient pas traversées complètement au cours de l'opération de compression qui suit. La quantité de résine pour produits stratifiés est donc dans tous les cas inférieure au volume des cavités présentes dans le produit perméable à l'air ou dans la couche de fibres. La couche 8 de produit perméable à l'air peut, d'une manière avantageuse, être constituée de copeaux de bois secs ou de granulés de verre expansé ; ces produits peuvent être préalablement chauffés. Ensuite, en recouvrant le tout d'une seconde moitié de moule 9, de forme correspondante, par exemple une feuille élastique, et en réalisant une différence de pression entre l'espace extérieur à cette seconde moitié de moule et la couche ou les couches de produit perméable à l'air, il s'effectue une compression du produit stratifié qui se trouve purgé d'air. D'une manière avantageuse, cette différence de pression est assurée en établissant une dépression sur la couche ou les couches de produit perméable à l'air.On obtient ainsi la possibilité, en jouant sur l'intensité de cette différence de pression ou de cette dépression, d'effectuer l'imprégnation de la couche de fibres ou de la couche de produit perméable à l'air, de telle manière que les zones, avoisinant immédiatement la seconde moitié de moule, de la couche ou des couches précitées ne sont plus prises dans la résine pour produits stratifiés. La seconde moitié de moule 9 est par exemple soutenue, d'une manière étanche à l'air, dans un encadrement 10. Une lèvre 11 assure l'étanchéité de cet encadrement par rapport à la première demi-coquille 1. Au moyen d'une canalisation de vide 16, toutes les couches situées entre la première demi-coquille 1 et la feuille 9 sont vidées d'air. La pression de l'air extérieur comprime donc les couches par l'intermédiaire de la feuille 9, et la masse de résine,située initialement sous la couche de fibres, pénètre dans cette couche, ainsi qu'on l'a déjà mentionné. Du fait que la quantité de résine déposée par unité de surface est dimensionnée avec précision, la résine ne s'élève pas à travers la totalité de la couche de produit en morceaux, mais au contraire laisse non imprégnées les zones avoisinant immédiatement la feuille 9. Selon la nature du traitement ultérieur de la pièce moulée fabriquée, la quantité-de résine peut être dosée de telle manière qu'une épaisseur plus ou moins grande des couches de produits en morceaux soit imprégnée. Grâce à l'absence d'imprégnation des zones supérieures de produits en morceaux, l'air peut être évacué en très peu de temps de toutes les parties de la pièce moulée, même dans le cas de pièces moulées de grande surface.Après durcissement de la résine, sous compression de l'ensemble, la feuille 9 et l'encadrement 10 sont soulevés ; la feuille 9 peut alors être utilisée ensuite aussitôt, sans aucun nettoyage pour la pièce moulée suivante. Les parties non prises dans la résine durcie de la couche de produits en morceaux ou granulaires peuvent être éliminées de la demicoquille 1 par aspiration ou par secouement. Après le durcissement, on dispose d'une pièce moulée de matière synthétique renforcée de fibres,qui est lisse d'un côté et qui présente de l'autre côté, soit une couche de fibres non encore prises dans la résine, soit une couche de produits en morceaux non encore pris dans la résine. Ces pièces peuvent alors être démoulées et deux telles pièces constituées en principe de la même manière peuvent ensuite être collées ou assemblées par expansion de matière synthétique dans des moules d'assemblage. Mais, d'une manière avantageuse, ces pièces sont laissées dans les demi-coquilles précédentes et ces demi-coquiles sont utilisées immédiatement comme moitiés de moule d'assemblage. Lors de cet assemblage, il se produit,entre les demi-coquilles 1 ou entre les pièces moulées, une cavité que l'on peut remplir de matière expansée. Dans cette cavité on introduit de la résine polyuréthane expansible qui donne lieu à la formation d'un noyau expansé 15. Au cours de l'opération d'expansion, les demicoquilles 1 sont comprimées parades plateaux de presse 14. Le joint d'assemblage 13 situé entre les demi-coquilles 1 est rendu étanche, dans la région 12, à laide de fibres sèches, de manière que ltair puisse bien s'échapper, mais que la matière expansée soit retenue. Ceci est obtenu par exemple en maintenant, pendant le dépôt de la résine pour produits stratifiés, le bord des demi-coquilles 1 à l'abri de la résine. Après durcissement du noyau expansé l'ensemble de la pièce "sandwich" est extrait du moule -L'avantage de ce procédé réside surtout dans le fait qu'il permet d'obtenir un corps moulé lisse de tous côtés et exempt de bulles. Les inclusions d'air se produisent au plus dans la zone de collage, ce qui n'affecte pas les propriétés de résistance à la flexion de la pièce. Dans les pièces "sandwich" fabriquées selon ce procédé et dans lesquelles la couche de produits perméable à l'air est constituée par des copeaux de bois, on peut, à caractéristiques de résistance égales, diminuer fortement les frais de fabrication, ceci pour différentes raisons . En premier lier l'adhérence de la couche extérieure renforcée de fibres se trouve amé- liorée,au niveau du noyau expansé, par les copeaux de bois enrobés d'un côté dans la résine pour produits stratifiés et d'un autre côté dans la matière expansée, d'une manière qu'aucun agent adhésif ne peut assurer.D'autre part, les copeaux de bois pris dans la résine. renforcent essentiellement la couche de résine et de fibres relativement mince, relativement au pliage, genre de défaut qui apparait particulièrement fréquemment dans les modes de construction "sancsichtw et par suite duquel les propriétés de résistance à la traction, en soi meilleures, de la couche extérieure de fibres de verre, ne peuvent le plus souvent être mises à profit.Grâce à la disposition d'une couche de copeaux de bois se trouvent donc fortement améliorées tout d'abord deux caractéristiques de résistance essentielles à la résistance à la flexion de modes de construction "sandwich", à savoir la capacité de transmettre des contraintes de cisaillement de la coquille au noyau de matière expansée et la résistance au pliage des minces zones extérieures renforcées de fibres, laquelle est essentielle dans la zone de compression d'un support travaillant à la flexion. La quantité de matériau utilisée peut, pour cette raison, être diminuée. En outre, par suite de l'absence de bulles, ce procédé permet d'obtenir des pièces d'un aspect très attractif ; il permet enfin d'automatiser le procédé de fabrication, du fait que ni la purge d'air du produit stratifié, ni la répartition de la résine ne sont susceptibles de déréglements ou de pannes. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, au lieu de déposer séparément la résine et les fibres de verre, ces deux matériaux peuvent être injectés conjointement dans le moule. Au lieu de comprimer le produit stratifié par une moitié de moule souple sur laquelle agit une différence de pression, on peut aussi appliquer avec une certaine pression une moitié de moule rigide contre la couche de produit en morceaux ou granulaire. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication de pièces de matière synthétique renforcée par des fibres, en particulier de pièces dites "sandwich", caractérisé en ce que surtnecoquille constituant le modèle, après qu'on ait mis en place une résine pour produits stratifiés, on dispose une couche de fibres de renforcement et/ou d'un produit perméable à l'air, qui, tout au moins partiellement, est maintenu à l'abri de liants, qu'on comprime ensuite les fibres de renforcement et le produit perméable à l'air à l'aide d'une seconde moitié du moule de forme correspondante et qu'on durcit ensuite la résine, les zones,avoisinant la seconde moitié de moule, du produit perméable à l'air demeurant dénuées de résine. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace entre la coquille et la seconde moitié de moule est purgé dtair. 3. Procédé selon lune quelconque des revendications 1- et 2, caractérisé en ce que l'on fait agir sur la couche de produit perméable à l'air une dépression, la seconde moitié de moule étant imperméable à l'air et obturant d'une manière étanche la coquille constituant le modèle. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dépose, comme couche perméable à l'air,une couche de produit en morceaux ou granulaire, notamment de copeaux de bois. 5. Procédé selon lune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les particules constituant la couche de produit perméable à l'air sont chauffé avant d'être disposées dans le moule. 6. Procédé selon lune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces de matière synthétique renforcées par des fibres sont assemblées en les maintenant en place dans les coquilles utilisées pour le processus de durcissement du produit stratifié et sont reliées de préférence au moyen d'une matière expansée. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la région (12) du joint d'assemblage (13) entre les demicoquilles (1) est rendue étanche à l'air et capable de freiner la pénétration de matière expansée. 8. Procédé selon lune quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que, pendant la mise en place de la résine pour produits stratifiés, les bords des demi-coquilles constituant le modèle sont maintenus à l'abri de la résine. 9. Pièce moulée "sandwich fabriquée selon le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.