Brevet FR2721548A1 — publié le 19951229

Io DISPOSITIF POUR LA DEPOSE MECANIQUE DE FIBRES SANS FIN IMIPREGNEES A l'ETAT HUMIDE. SUR LES SURFACES OU SECTIONS DE SURFACES QUELCONQUES PRESENTANT UNE COURBURE L'invention concerne un dispositif pour la dépose mécanique sans contrainte de fibres sans fin imprégnées directement a l'état humide, sur des surfaces ou sections de surfaces quelconques. Il est connu de placer d'étroites bandes préimprégnées à la main bout à bout sur la forme négative de la surface a produire. Plusieurs de ces couches (épaisseur 0,05 mm à 0,3 mm) sont superposées selon différentes orientations angulaires pour former un roving complet (par exemple awec une épaisseur de 1,5 mm à 3 mm). Les angles sous lesquels ces couches doivent être orientées les unes par rapport aux autres doivent être respectés avec exactitude en fonction de valeurs calculées avec précision. Ce type de fabrication fait apparaitre les problèmes suivants - reproductibilite. - erreur d'angle dans les différentes couches (jusqu'à 2 , la précision exigée pouvant atteindre 0,1 selon la tàche à accomplir), - les bandes preimprégnées ne peuvent être déposées correctement sur des surfaces a courbure sphérique, - dépendance a l'égard de feuilles préimprégnées du commerce et leur qualité en partie insuffisante, - des systemes de matrices durcissables a la température ambiante ne peuvent être réalisés avec des feuilles préimprégnées du commerce, bien qu'ils soient indispensables pour des éléments de construction de haute précision, - des surfaces fermées et des stratifiés sans inclusions ne peuvent être réalisés qu'à des températures et pressions élevées (de ce fait, ces éléments se déforment dans le temps). L'invention a pour objet la fabrication de stratifiés à partir de matériaux renforcés par des fibres, par exemple -des matières plastiques armées de fibres de carbone déposés en plusieurs couches selon des angles différents - pour réaliser par exemple des éléments de structure ou de couches de recouvrement pour des réflecteurs et miroirs de haute précislon de construction légère (par exemple pour des télescopes et pour la simulation optique). Ce but est atteint par un dispositif qui comprend: - un svstème de freinage équipé d'un frein à câble avec des éléments de frein élastiques réglables, - un dispositif d'imprégnation dans lequel la fibre est imprégnée des deux côtés au moyen de deux tambours munis de dispositifs d'amenée de résine, suivis d'un accumulateur de longueur de bande, - un compensateur de force qui annule la force de traction de la fibre, et une unité de dépose suspendue dans un guide de coulisse dont le centre de rotation est situé au lieu de dépose et par laquelle le ruban de fibres détendu est déposé en continu, avec une faible pression contre une forme, dans une position exacte sur la surface de celle-ci. Le compensateur de force est constitué par un rouleau danseur suspendu de manière élastique. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure unique représente un système de dépose complet pour des fibres sans fin avec deux exemples de réalisation pour le compensateur de force. Un système de freinage ( I) contient une bobine avec une fibre (1) du commerce. Un frein à câble avec des éléments élastiques (2) réglables montés des deux côtés assure un démarrage sans à-coups avec moment de réaction à l'arrêt de la bobine, c'est- à-dire que la fibre reste toujours tendue. Dans un dispositif d'imprégnation (II), la fibre est imprégnée des deux côtés, par l'intermédiaire de deux tambours munis de systèmes d'amenée de résine (3). L'accumulateur de longueur de bande (4) assure une vitesse d'évacuation aussi uniforme que possible de la fibre. L'effort de traction réglé pour la fibre, le système d'imprégnation bilatérale et une vitesse aussi uniforme que possible de la fibre sont la condition d'un réglage reproductible de l'imprégnation. Pour que la fibre imprégnée puisse être déposée fixe sur des surfaces planes avec des légères courbures (V), il faut que l'effort de traction soit supprimé avant la dépose. Cela se fait dans le compensateur de force (Illa) ou (IIIb): Le ruban de fibres déposé dans l'unité de dépose (IV) se déplace sur le danseur (5) à suspension élastique. Ce mouvement produit un signal électronique qui commande le moteur (M) par l'intermédiaire d'une électronique de réglage. Ce moteur entraîne le transporteur de ruban (6) ou (7). Ce système réglé a pour effet que le ruban de fibres ou la fibre peut être déposé sans contrainte. L'unité de dépose (IV) est suspendue dans un guide de coulisse avec centre de rotation au lieu de dépose, et elle s'adapte exactement à la surface de celui-ci, avec une légère pression contre la forme (V). Le ruban de fibres ainsi détendu est hautement flexible et peut donc être déposé ponctuellement avec précision. Sans être influencé par la tension du ruban, le ruban peut être retourné de manière lâche à la limite extérieure du stratifié et redéposé dans le sens opposé avec un décalage d'une largeur de ruban, c'est-à-dire que toutes les fibres peuvent être déposées en continu sans recourir à des movens auxiliaires de retournement (par exemple coupes boulons, broches, etc.). Avec l'objet de l'invention, il est possible de fabriquer avec une très haute précision et de manière reproductible des structures monocouches et multicouches à partir de couples de matériaux (fibres-résine) choisis dans une large mesure à volonté, et cela également avec un durcissement a froid sans pression. L'important est ici la possibilité que, à l'aide d'une machine à commande numérique, le ruban ainsi conditionné (une ou plusieurs fibres) peut être déposé en continu, avec une haute précision et dans une position fixe, sur des surfaces quelconques. REVENDICATIONS 1. - Dispositif pour la dépose mécanique de fibres (1) sans fin déroulées à partir d'une bobine, c a r a c t é r i s e e n c e qu'il comprend - un système de freinage (I) équipé d'un frein à câble avec des éléments de frein élastiques (2) réglables, - un dispositif d'imprégnation (II) dans lequel la fibre (1) est imprégnée des deux côtés au moyen de deux tambours munis de dispositifs d'amenée de résine (3), suivis d'un accumulateur de longueur de bande (4), - un compensateur de force (IIla ou IlIb) qui annule la force de traction de la fibre, et - une unité de dépose (IV) suspendue dans un guide de coulisse dont le centre de rotation est situé au lieu de dépose et par laquelle le ruban de fibres ( I1) détendu est déposé en contminu, avec une faible pression contre une forme (V), dans une position exacte sur la surface de celle-ci. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérinsé en ce que le compensateur de force (IlIa) est constitué par un rouleau danseur (5) suspendu de manière élastique.