Brevet FR2165739A1 — publié le 19730810

La présente invention concerne un procédé de f S ication d'éléments structurels en matière plastique et, plus particulièrement, son application è la fabrication d'un réflecteur de radar allégé présentant une grande rigidité et une haute stabilité dimensionnelle aux variations de température. En règle générale, les réflecteurs de radar sont réalisés en un matériau mince qui est raidi par des pincés de renfort disposées de manière appropriée. On a ainsi fabriqué successivement - des réflecteurs métalliques réalisés par emboutissage, repoussage, fonderie etc. Pour présenter une rigidité suffisante, ces réflecteuts ont un poids élevé ce qui présente des inconvénients pour l'utilisation avec des matériels mobiles ou aéroportés. En outre, le prix de revient est élevé et l'usinage est long et délicat ; - des réflecteurs en matiere plastique réalisés par moulage de tissus en fibres de verre imprégnés de résine (polyester par exemple) ; la face réfléchissante étant obtenue en incorporant lá peau extérieure une toile métallique dont les mailles ont des dimensions compatibles avec les longueurs d'onde. La fabrication de ces réflecteurs est beaucoup plus simple que celle des réflecteurs métalliques mais nécessitent toujours l'adjonction de renforts sur la face opposée b la face réfléchissante de manière à assurer la stabilité d4-mensionnelle du réflecteur. Dans le réflecteur de-radar selon l'invention, le réflecteur en matière plastique constitue un caisson ou "poutre" monobloc d'épaisseur appré Ciable et ne nécessitant l'adjonction d'aucune pièce de renfort. Cette poutre est constituée d'une âme ou 11noyau11 en un matériau expansé léger (mousse de polystyrene, de polyuréthane etc...) recouverte d'une peau en tissu- de verre imprégné de résine.La poutre ainsi réalisée est autoporteuse, très rigide et présente une stabilité dimensionnelle élevée aux variations de température La présente invention a donc pour objet la fabrication d'éléments structurels rigides à haute stabilité dimensionnelle et, plus particulièrement, la fabrication de réflecteurs de radar. Selon une caractéristique de l'invention, on réalise un élément structurel composite en recouvrant un bloc d'un matériau expansé léger rigide (mousse de polyuréthane par exemple) usiné à la forme requise d'une - peau constituée par plusieurs couches de tissu de verre imprégné d'une résine polyester, le dit bloc de mousse étant stabilisé avant d'être recouvert de tissu de verre. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour réaliser un élément structurel ayant une surface de'révolution, l'usinage du-bloc de mousse s'effectue par rectification en appliquant le dit bloc sur un moule de forme appropriée recouvert d'abrasif et que l'on fait tourner autour de son axe de révolution. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation. Le procédé de fabrication d'un élément structurel selon l'invention comporte deux phases : la préparation du noyau en matériau expansé - par exemple en mousse de polyuréthane - et la finition. 1 - Préparation du noyau. Elle comporte les étapes suivantes a) Réalisation d'un bloc de mousse aux dimensions approchées, b) Etuvage de ce bloc de manière à stabiliser les caractéristiques du matériau, c) Usinage du bloc à la forme et à la dimension désirées-. Dans le cas où l'élément structurel présente une surface de révolution développable, on utilise comme outil de rectification soit un moule métallique, soit un moule en résine époxide que lton recouvre d'abrasif et que l'on monte sur son axe de révolution. La rectification s'effectue en appliquant le bloc contre le moule que lton fait tourner autour de son axe, d) Etuvage de l'ébauche ainsi obtenue pour améliorer la stabilite du matériau, e) Usinage définitif de cette ébauche effectué manuellement.On obtient ainsi, dans le cas d'un réflecteur de radar, une précision dimensionnelle très élevée pour la face réfléchissante. La précision obtenue pour la face usine d'un bloc de mousse de 1500 x 450 mm destiné à constituer le noyau d'un réflecteur parabolique (parabolorde de révolution) est de + 0,5 mm. La face arrière du bloc est usine avec une faible précision (par exemple à + 20 mm des cotes définitives). 2 - Finition d'un réflecteur. Cette opération comporte les étapes suivantes a) Pose dtun tissu verre-métal sur le moule et enduction de résine polyester. Cette opération est faite en appliquant le tissu sur le moule par dépression, la dépression étant maintenue pendant au moins une partie du temps de polymérisation de la résine. On obtient ainsi une peau en stratifié verrerésine de dimensions extrêmement précises et qui constitue la surface réflé- chissante du réflecteur. b) Collage, sous dépression, du bloc de mousse (préparé comme indiqué au paragraphe 1) sur la peau. Ce collage s'effectue avec une colle adaptée à la nature des matériaux en présence. c) Usinage de la face arrière du bloc de mousse aux cotes requises avec une précision de + 2 mm. d) Collage, sur le bloc de mousse, des peaux arrière et latérales en verre-polyester. On conçoit que, pour réaliser un élément structurel plan (panneau) ou linéaire (poutre), il ne soit pas nécessaire d'utiliser de moule. Néanmoins, la pose des tissus de verre nécessite généralement d'établir une dépression pour éviter l'apparition de bulles d'air. Les tolérances obtenues pour le réflecteur de radar cité ci-dessus titre d'exemple sont + 0,2 mm dans le tiers central du réflecteur, + 0,3 ma dans la partie périphérique. La poutre reliant le réflecteur à la source primaire étant réalisée selon le même procéde, on obtient une rigidité très élevée avec un faible poids et une frequence de résonance élevée. Enfin, après essais thermiques de - 250C à + 800C de l'antenne incorporant le réflecteur selon l'exemple ci-dessus, il n'apparait aucune modification sensible des diagrammes de rayonnement et, en particulier, le niveau des lobes secondaires demeure inchangé : on voit donc que l'arien présente une stabilité dimensionnelle très élevée. Celle-ci a été vérifiée après un an de fonctionnement dans des conditions climatiques tres variées. Bien que la présente invention ait été décrite avec un exemple particulier de réalisation, il est clair qu'elle n'est-pas limitée au dit exemple et qu'elle est susceptible d'autres variantes ou modifications sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1 - Elément structurel monobloc,et plus particulièrement réflecteur de radar à surface de révolution,cons titué d'un noyau en matériau expansé tel que mousse de polyuréthane rigiderecouvert d'une peau en tissu de verre ou de verre-métal imprégné de résine polyester, caractérisé en ce que le dit noyau est réalisé préalablement aux dimensions approchées en partant d'un bloc de matériau expansé, puis étuvé, en ce qu'il est ensuite usiné aux dimensions approchées par rectification contre la surface d'un moule tournant autour de son axe de révolution, en ce que l'ébauche ainsi obtenue est étuvée une seconde fois puis rodée manuellement aux dimensions exactes, en ce que l'on réalise la peau en posant un tissu de verre ou de verre-mdtal sur le moule, en l'enduisant de résine polyester, tout en le maintenant appliqué par dépression sur la surface du dit moule jusqu'à ce que la résine soit polymérisée, en ce que le bloc de mousse usiné est collé, sous dépression, à cette peau, en ce que la face arrière du dit bloc est usinée aux dimensions définitives et en ce que des peaux, en tissu de verre, sont collées sur les faces arrière et latérales. 2 - Elément structurel monobloc de surface plane, en forme de poutre dont la surface n'est pas de révolution > caractérisé en ce que l'usinage du bloc de matériau expansé s'effectue par tous moyens connus, par exemple à l'aide d'une fraiseuse à reproduire dans le cas d'une surface gauche.