Brevet FR2334486A1 — publié le 19770708

La présente invention concerne la fabrication d'articles en matière plastique renforcée par des nappes tissées ou non tissées en fibres de verre par exemple. Plus particulièrement, l'invention est relative à l'adjonction de pièces à de tels objets, par exemple pour en assurer le renforcement ou en permettre la fixation sur un support. Il est déjà connu de fabriquer des objets en matière plastique renforcés par des fibres à l'aide d'un procédé qui consiste à placer dans un moule un stratifié composé d'une ou de plusieurs couches d'une nappe de fibres et d'une ou de plusieurs couches d'une feuille plastique expansée ayant une structure à alvéoles qui a été imbibée préalablement d'une résine thermo-durcissable, à fermer le moule en comprimant le stratifié de manière à transférer la résine de la feuille expansée dans les nappes de fibres et à polymériser la résine par chauffage du stratifié ainsi composé L'invention a pour but de fournir un procédé qui permette, en partant du procédé connu indiqué ci-dessus, d'adjoindre à l'objet des pièces de formes diverses ayant pour rôle par exemple d'augmenter la rigidité du stratifié après son durcissement ou de permettre la fixation de l'objet sur son support. Elle a donc pour objet un procédé de fabrication d'un objet en matière plastique renforcée par un matériau fibreux au cours duquel on place dans un moule un stratifié composé d'au moins une feuille en une matière expansée alvéolaire imbibée préalablement au moins partiellement d'une résine thermodurcissable et d'au moins une feuille de matériau fibreux de renforcement, à fermer le moule tout en y appliquant une pression pour transférer au moins une partie de ladite résine, de ladite feuille en matière expansée dans ladite feuille de matériau fibreux, à chauffer le stratifié pour provoquer la polyl.érisation de ladite résine et à démouler l'objet, caractérisé en ce qu'il consiste, avant le stade de compression du stratifié, à placer dans le moule au moins une partie d'un élément de renforcement perforé dont les perforations laissent passer ladite résine au moment de la compression. Grâce à ces caractéristiques du procédé de l'invention, il est possible d'àssurer la liaison de la pièce d'adjonction au stratifié au cours de la phase de polymérisation de la résine, cette pièce étant partiellement ou totalement noyée dans la matière me-me du stratifié. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description-qui va suivre, faite en référence au dessin annexé , donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel - la Fig. 1 est une vue schématique en élévation et en coupe d'un moule ouvert destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention et d'un stratifié et une pièce d'adjonction à l'état non comprimé - la Fig. 2 est une vue analogue à celle de la Fig. 1 montrant un moule et une pièce d'adjonction d'une forme différente de celle des éléments correspondants de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une vue en coupe prise selon la ligne 3-3 de la Fig. 2 - la Fig. 4 montre une vue en perspective d'une pièce d'adjonction avant sa mise en place dans le moule des Fig. 2 et 3 - la Fig. 5 est une vue schématique illustrant la constitution de la pièce d'adjonction utilisée dans le moule des Fig. 2 et 3 - la Fig. 6 montre une variante de la pièce d'adjonction de la Fig. 4 - les Fig. 7 et 8 montrent encore deux autres variantes de stratifiés avec des pièces d'adjonction pouvant être utilisées dan-s le procédé de l'invention. Suivant l'exemple représenté à la Fig. 1, le procédé de l'invention est mis en oeuvre à l'aide d'un moule 1 composé de deux demi-moules 2 et 3, à savoir dans ce cas, un demi-moule mâle et un demi-moule femelle définissant ensemble la forme définitive que doit revêtir l'objet en matière plastique renforcée. Les demi-moules 2 et 3 sont solidaires respectivement des plateaux P1 et P2 d'une presse classique qui n'est représentée que schématiquement et qui permet de fermer le moule et d'y appliquer une certaine pression. Dans l'exemple représenté, le procédé consiste tout d'abord à placer dans le moule ouvert un stratifié 4 composé de feuilles alternées 5 et 6 d'une matière expansée alvéolaire telle qu'une mousse de polyuréthane,par exemple et d'un matériau fibreux formé par exemple par une nappe de fibres de verre, tissées ou non tissées. Dans l'exemple représenté, le stratifié 4 comporte une feuille de matériau fibreux central interposé entre deux feuilles de matière expansée qui à leur tour sont couverts extérieuzement par deux feuilles de matériau fibreux. Les feuilles 5 sont préalablement imprégnées d'une résine thermodurcissable. La surface extérieure de la partie mâle 2 du moule reçoit d'une couche 7 de matériau fibreux qui peut être le même que celui des feuilles 5. Sur la surface à découvert de cette feuille, est placée une pièce d'adjonction 8 comportant une grande quantité de perforation ou d'ajours. I1 peut s'agir par exemple d'une toile métallique à mailles fines, d'une tôle perforée d'une feuille de métal déployé ou autre. Dans le cas représenté, cette pièce est préformée dans une presse appropriée (non représentée) de façon à pouvoir épouser la forme du demi-moule mâle 2. Ce dernier est muni de moyens de fixation qui si la pièce 8 est en métal magnétique peuvent être constitués par des aimants permanents 9 logés dans des alvéoles 10 du demi-moule. Pour une pièce d'adjonction 8 non magnétique, en matière plastique par exemple, ces moyens de fixation peuvent comprendre des organes 11 à vis venant serrer les bords correspondants de la pièce 8 contre la paroi extérieure du demi-moule 2. Bien entendu, les aimants permanents 9 et les organes de fixation à vis 11 peuvent être prévus et utilisés simultanément. On peut également envisager le cas dans lequel le moule se trouve en position inversée moyennant quoi la pièce 8 peut être maintenue en place par simple gravité. I1 est également possible, suivant une variante, de revêtir de la même façon la paroi de la cavité du demi-moule femelle 3. Le procédé suivant l'invention consiste ensuite, de façon connue en soi, à fermer le moule et à y appliquer, à l'aide des plateaux P1 et P2, une certaine pression. I1 en résulte l'écrasement des feuilles 5 en matière expansée, ce qui en chasse au moins partiellement la résine thermodurcissable, cette dernière pénétrant non seulement dans la feuille 6, mais également dans la feuille 7 à travers les ajours de la pièce d'adjonction ou de renforcement 8. L'ensemble est alors chauffé jusqu'à la température de polymérisation de la résine thermodurcissable.Cette opération peut être exécutée soit en chauffant le moule, soit par échauffement dans la masse du stratifié en utilisant un procédé de chauffage par effet diélectrique comme décrit dans la demande de brevet intitulée "Procédé de fabrication d'articles en matière plastique renforcée par un matériau fibreux" déposée ce jour au nom de la Demanderesse. Après polymérisation, la pièce d'adjonction ou de renforcement 8 se trouve emprisonnée dans le complexe formé par les feuil-les de matière expansée comprimées, par la résine polymérisée et par les feuilles de matériau fibreux. L'exemple de la Fig. 1 permet d'obtenir grâce à la pièce d'adjonction 8 un renforcement de l'article fini qui peut être par exemple un pare-chocs de véhicule automobile. Les Fig. 2 à 4 montrent un autre mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel la pièce d'adjonction permet d'assurer non seulemant le renforcement, mais également la fixation de l'article fini sur un support quelconque. La pièce d'adjonction 12 comporte deux plaques de raidissement trapé zoidales 13 dont trois bords adjacents 14a, 14b, 14c sont recourbés à 900 et perforés (Fig. 4 et 5). Les plaques sont réunies ensemble par exemple par soudage par points et comportent des trous de fixation 15. Dans ce mode de mise en oeuvre, on utilise comme représenté sur les Fig. 2 et 3, un moule 16 dont le demi-moule 17 présente une encoche transversale 18 destinée à recevoir les plaques 13 de la pièce d'adjonction 12. Cette encoche débouche sur un évidement 19 dans lequel viennent se loger les bords 14a, 14b et 14c de cette pièce; Celle-ci, avant d'être mise en place dans le moule 16, est munie d'une feuille 20 de matériau fibreux dans laquelle une fente 21 est pratiquée pour permettre son application contre les bords 14a à 14c,du côté des plaques 13. Cette feuille 20 peut avantageusement être imprégnée de résine thermodurcissable avant sa mise en place sur la pièce d'adjonction 12 et l'introduction de celle-ci dans la cavité du moule. La pièce d'adjonction 12 peut être maintenue dans le moule au moyen d'aimants permanents 22 et par un ou plusieurs organes de serrage 23 sollicités élastiquement et logés à l'intérieur de trous 24 pratiqués dans la paroi de encoche 18. Le procédé de fabrication de cet article se déroule de la même manière que décrite à propos de la Fig. 1. Dans ce cas, la feuille 20 assure par sa réunion avec les feuilles de matière expansée du stratifié 4 et la résine thermodurcissable, la solidarisation de la pièce d'adjonction 12 et du complexe durci après échauffement de l'ensemble. La Fig. 6 montre une variante d'une pièce d'adjonction 12A qui ne comporte qu'une seule plaque 13 munie de ces bords perforés 14a à 14c.L'utilisation de cette pièce d'adjonction et la même que celle de la pièce représentée aux Fig. 2 à 5. I1 est à noter que l'évidement 19 pratiqué dans le demi-moule mâle n'est pas indispensable. Toutefois, cet évidement permet d'éviter un amincissement de l'épaisseur de l'article fini à l'endroit où la pièce 12 est fixée à l'article. Une pièce de fixation 12 telle que représentée à la Fig. 4 a été utilisée, à titre d'essai, pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Cette pièce était composée de deux tôles d'acier d'une épaisseur de 1,5 mm pliées pour former seulement les bords 14a (à l'exclusion des bords 14b et 14c)et soudés dos à dos. La plaque 13 avait une dimension de 85 x 50 mm environ. Le stratifié obtenu après comrression et polymérisation avait une épaisseur de 5 mm, deux feuilles de matériau fibreux de 450 g/m2 ayant été utilisés. On a constaté que l'effort d'arrachement de la pièce de fixation dans une direction perpendiculaire à la surface principale d stratifié était de 450 daN. I1 est à noter que si une pièce de la forme de la Fig. 4 avait été utilisée, l'effort d'arrachement aurait été nettement plus grand. La Fig. 7 montre un stratifié 4A avant compression mais après imprégnation des feuilles de matière expansée 5A. Dans ce cas, le stratifié comporte en outre la résine 25 imprégnée dans chaque feuille 5A, deux feuilles 6A de matériau fibreux recouvrant les faces extérieures des feuilles 5A et une pièce d'adjonction 26 qui joue ici le rôle de pièce de renforcement. En l'occurrence, la pièce d'adjonction 26 est formée par une toile métallique tricotée, par exemple. La Fig. 8 montre en autre exemple d'un stratifié 4B avant compression. Dans ce cas, la pièce d'adjonction est également destinée à renforcer le stratifié et elle est constituée également par une toile métallique. Cependant, celle-ci est placée à l'interface de l'une des feuilles de matière expansée et la feuille de matériau fibreux. I1 est à noter que si le stratifié est composé de plusieurs feuilles de matière expansée et de plusieurs feuilles de matériau fibreux superposées, la localisation de la ou des pièces d'adjonction (sous forme de toile métallique par exemple) peut être choisie à volonté à l'intérieur de l'empilage des feuilles. L'utilisation d'une toile métallique permet grâce à la souplesse de cette dernière, d'obtenir des formes complexes de l'article fini puisque la toile peut ainsi facilement épouser la forme du moule. D'une façon générale, le procédé de l'invention permet donc de composer le stratifié avec des éléments de renforcement plans qui ne sont mis à la forme définitive de l'article que lors de la phase de compression du procédé. Ces éléments de renforcement peuvent se présenter soit sous la forme de toilés métalliques comme déjà indiqué, soit sous la forme d'éléments moins souples tels que tôles perforées, éléments en métal déployé, grillages et autres. Cependant, au-delà d'une certaine raideur de ces éléments (par exemple due à une épaisseur donnée), on est relativement limité en ce qui concerne les formes à obtenir, car dans le cas où celle-ci est complexe, la surface de l'article définitif doit être une surface réglée, pour que la déformation souhaitée de la pièce d'adjonction puisse être réalisée au cours de la phase de compression du procédé. Toutefois, il est toujours possible de préformer les pièces d'adjonction avant de composer le stratifié. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique renforcée par un matériau fibreux, au cours duquel on place dans un moule un stratifié composé d'au moins une feuille en une matière expansée alvéolaire imbibée préalablement au moins partiellement d'une résine thermodurcissable et d'au moins une feuille de matériau fibreux de renforcement, à fermer le moule tout en y appliquant une pression pour transférer au moins une partie de ladite résine, de ladite feuille en matière expansée dans ladite feuille de matériau fibreux, à chauffer le stratifié pour provoquer la polymérisation de ladite résine et à démouler l'objet, caractérisé en ce qu'il consiste, avant le stade de compression du stratifié (4 ; 4A, 4B) à placer dans le moule (1 ; 17) au moins une partie (14a à 14c) d'un élément de renforcement perforé (8 ; 12 ; 26) dont les perforations laissent passer ladite résine au moment de la compression. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la partie perforée (14a à 14c) dudit élément de renforcement (8; 12) est placée entre deux feuilles (6 et 7) de matériau fibreux. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la partie perforée (26) dudit élément de renforcement est placée entre deux feuilles de matière expansée (5A ; Fig. 7). 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la partie perforée (26) dudit élément de renforcement est placée entre une feuille de matière expansée (5A) et une feuille de matériau fibreux (6A ; Fig. 8). 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de renforcement est préformé à la forme de l'objet à obtenir avant d'être placé dans ledit moule (Fig. 1 et 2 à 5). 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la forme dudit élément de renforcement est adaptée à la forme de l'objet à obtenir pendant la phase de compression du stratifié. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de renforcement est constitué en tout ou en partie d'une toile à mailles fines, métallique ou en matière plastique, d'une tôle perforée, de métal déployé, d'un grillage ou autre. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément étant en un métal magnétique, il consiste en outre à maintenir ledit élément dans le moule avant le stade de compression, par des éléments magnétiques ( 9) associés au moule. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à. maintenir ledit élément dans ledit moule avant le stade de compression, par des organes de fixation mécanique à vis ou à ressort (11, 24). 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'avant le stade de compression, ledit élément de renforcement est maintenu dans le moule pa gravité. 11. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément de renforcement est constitué par une plaque (12, 12A) pliée à l'équerre dont un bord est perforé et dont l'autre bord formant âme (13) comporte au moins un trou de fixation (15) pour permettre la fixation de l'objet fini sur un support. 12. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément de renforcement comporte l'assemblage de deux plaques de forme à peu près trapézoidale et dont trois côtés adjacents (14a à 14c) sont pliés à l'équerre et perforés de façon à former des bords, et en ce que l'âme (13) de l'élément ainsi formé est.-percé de trous de fixation (15) pour permettre la fixation de l'objet fini sur un support. 13. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'avant d'être placé dans le moule, ledit élément de renforcement (12 ; 12A) est muni d'une feuille de matériau fibreux (20) dans laquelle a été pratiquée une fente (21) pour le passage de ladite âme (13). 14. Moule-pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce qu'il est muni de moyens de fixation (9, 11 ; 24) dudit élément de fixation, pour assurer le pnsitionnement de celui-ci avant le stade de compression. 15. Moule suivant la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation sont mécaniques ou magnétiques. 16. Moule pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 11 et 12, carac térisé en ce qu'il comporte une empreinte (encoche 18, évidement 19) ménagée dans sa paroi pour recevoir une partie de l'élément de renforcement.