Brevet FR2559099A1 — publié le 19850809

La présente invention est relative à la production industrielle d'éléments de blindage composite de forme complexe réalisés en une seule opération, grâce à la combinaison successive d'un emboutissage profond des tissus de renforcement d'un découpage, et d'un cycle température temps j: pression permettwat la polymérisation de la résine organique thermo-durcissable injectée "in site. L'ensemble terminé, de forme parfaite et de poids réduit présente une tenue très élevée à la pénétration des balles, le ratio vitesse limite de non perforationj poids étant particulièrement favorable, Elle concerne, également, les produits de forme complexe ainsi obtenus qui peuvent entre, par exemple, des casques de protection, notamment pour des militaires; des pompiers ou des employés de travaux publics. On sait que, traditionnellement, les casques portés par les soldats étaient réalisés en ttle emboutie# Ces casquas métalliques 9 préselltalent plusieurs inconvénients, notamment - Ils étaient trop lourds, - La résistance à la pénétration par balle ou autres projectiles analogues était insuffisante, notamment du fait de la déformation très localisée subie par le métal à l'endroit de l'impact Pour éviter ces inconvénients, diverses armées étrangères ont adopté pour leurs soldats, un casque en matière synthétique armée de fibre de verre. L'armature est constituée de nappes de tissu de verre pré découpées et superposées, l'emboutissage profond n'étant pas possible sans faire apparaître des plis et défauts d'arrangement incompatibles avec les exigences balistiques, Le casque obtenu, à partir de ces tranches juxtaposées à la façon des tranches d'une casquette présente divers inconvénients, parmi lesquels . L'armature interne des casques présente des zones de faible résistance, le long de chacune des li gnes de transition, définies entre deux "tranches" adjacentes, . La fabrication reste compliquée et conteuse, ce qui augmente le prix du produit fini La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un matériau composite déformable à hautes caractéristiques, susceptible d'être utilisé pour fabriquer d'autres produits mécaniques emboutis, notamment des casques, des pièces aéronautiques ou des éléments de véhicules. Le matériau composite, selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il contient - une armature constituée de plusieurs couches d'un tissu déformable (actuellement en fibre de verre celui-ci peut titre obtenu à partir-dautres fibres minérales ou organiques) qui présente la particula- rité d'Otreconstitué dedurcouches principales unidi rectionnelles et superposées. Les fils d'une couche étant tous parallèles entre eux, sensiblement perpendiculaires à tous les fils de l'autre couche, les fils d'une couche notant pas tissés avec les fils de l'autre couche, si bien que les deux couches restent distinctes l'une de 1' autre, la liaison entre elles étant assurée par un fil de liaison secondaire, tissé d'une couche à l'aux tre -une résine thermo-duroissable jouant le rôle de li ant introduite "in situe après déformation du ren fort dans des proportions telles que le -tissu soit suffisamment mouillé et que les caractéristiques mécaniques et balistiques de 11 ensemble atteignent un niveau maximum, Cette résine, actuellement poly ester, pourra dans l'avenir, être remplacée par une autre résine organique qui présenterait soit des ca ractéristiques propres supérieures, soit une meil leure compatibilité avec le renfort, Suivant une autre caractéristique de l'invention, la pièce terminée contient + de 75 % de fibre de verre et - de 25 ffi de résine polyester, Dans le cas particulier d'un casque de soldat fabriqué par simple emboutissage, selon l'inventiont on constate que le produit fini est à. la:fois plus résistant et d'une fabrication beaucoup plus simple que les casques connusàoe jour Le gain de poids très appréciable, doublé d'une bonne isolation thermique et phonique confère à l'ensemble un confort exceptionnel. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les cara#téristiques de l'invention. Figure 1 - est nne vue illustrant h structure du tissu d'armature en fibre de verre. Figure 2 - et 3 - illustrent deux phases successives du procédé pour la fabrication arun produit embouti. Figure 4 - illustre le produit ainsi obtenu, par exemple, un casque de militaire. On a représenté sur la figure 1 - le détail de la structure tissu des fibres de verre 1 constituant l'armature du complexe emboutissable selon l'invention, Des fils principaux 2, en fibres de verre sont disposés eôte à côte, tous parallèles entre eux. Ils forment ainsi une première couche principale au-dessous de laquelle une deuxième couche principale est formée par la juxtaposition de fils principaux 3, eux aussi en fibres de verre, et orientés parallèlement les uns aux autres. Les fils 2# de la première couche sont orientés perpendiculairement à la direction des fils 3 de la seconde couche, Il est important de remarquer que les deux couches principales sont simplement posées l'une sur l'autre, sans qu'aucun des fils 2 ne soit tissé avec aucun des fils 3. La liaison entre les deux couches principales des fils 1 et 2, est assurée par un fil secondaire de liaison 4, qui, de loin en loin, dans un sens comme dans l'autre, passe alternativement dessus et dessous, par rapport aux fils principaux 2 et 3. Le fil secondaire de liaison 4 possède, en principe, un diamètre très inférieurà celui des fils prinpaux 2 et 3.De toute façon, le tissu de verre l ainsi tissé en une seule fois, définit des mailles comme cela apparait sur la figure 1. On constate qu'un tel tissu permet aux deux couches principales, de se déplacer l'une par rapport àl'autre, chaque fil principal 2 ou 3 ayant lui-même la possibilité de se déplacer par rapport aux autres, au eein de sa propre couche. Cette particularité permet d'em boutir le tissu 1, bien qu'il soit constitué par des fils extensibles. Pour la mise en oeuvre du complexe selon l'invention, on commence par mettre en forme par emboutissage, le tissu de verre 1 constituant l'armature. Cet emboutissage a lieu directement dans un moule dont l'empreinte correspond à la forme du produit fini, et a été chauffée à une température qui permet le début de polymérisation. Dans ce moule chauffé on introduit ensuite directement la résine de liaison. Dès solidification, on démoule lé casque terminé. REVENDICATIONS 1 - Matériau composite emboutissable à hautes performances mécaniques,constitué par une résina synthétique armée de fibres, caractérisé en ce l'armature est formée de plusieurs couches superposées d'un tissu tissé déformable (1) dont la structure comporte deux couches principales de: fils (2) et(3) croisés mais non entrelacés, les fils principaux(2) et (3) de ces deux couches étant reliés entre eux par un 1#il de liaison secondaire t6) tissé d'une couche à l'autre, ds que par ailleurs la résina est une résine organique thermodurcissable. 2 - Matériau composite suivant la revendication 1, caractérisé en @@@ fils (2), t3) et (4) de l'armature sont en fibre de verre 3 n Matériau composite suivant l#une quelconque des revendications 1 et caractérisé P caractérisé an ce quela résin- ne est une résine #olyester. 4 I Procédé pour la fabrication d'un produit em- bouti par emploi d'un matériau composite suivant l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes - on place au moins une épaisseur du tissu d'armature (1) dans un moule chauffé - on ferme le moule, ce qui emboutit et met en forme l'armature (1). - on introduit dans le moule la résine tharmo- durcissable et on la laisse durcir avant de démouler le produit. 5 - Produit obtenu par la mise en oeuvre du pro cédé suivant la revendication 4 sur un matériau composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il contient plus de 75 % en poids d'armature(1) et moins de 25% en poids de résine. 6 - Produit suivant la revendication 5 --,carac térisé en ce qu:'il est constitué par un casque militaire en polyester armée et emboutie.