Brevet FR2863197A1 — publié le 20050610

PROCÉDÉ DE MISE EN PLACE DES ÉLÉMENTS D'UN PANNEAU AUTO-RAIDI EN COMPOSITE PRÉ-IMPRÉGNÉ La présente invention se rapporte à la fabrication de panneaux autoraidis constitués à partir de nappes de fibres pré-imprégnées et destinées notamment à la réalisation de panneaux de voilure et de caissons de fuselage par exemple. Plus précisément, les panneaux auto-raidis visés par l'invention sont constitués d'une peau formée généralement d'une pluralité de plis superposés de fibres de carbone pré-imprégnées, sur l'une des faces de laquelle sont rapportés et disposés côte à côte des raidisseurs en forme de U dont les parties de liaison des branches du U sont plaquées contre ladite peau, avec interposition, entre les branches en regard de deux raidisseurs adjacents, d'une structure d'interfaçage communément appelée clou , complétée par une tête de clou constituée par un cordon de résine de remplissage. L'invention concerne la fabrication de ce type de panneau auto-raidi et plus particulièrement les étapes de mise en place des éléments de tels panneaux lors de leur fabrication. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mise en place des éléments d'un panneau auto-raidi en composite pré-imprégné, du type constitué d'une peau de base sur l'une des faces de laquelle sont rapportés et disposés côte à côte des raidisseurs en forme de U dont les parties de liaison des branches du U sont plaquées contre ladite peau, avec interposition, entre les branches en regard de deux raidisseurs adjacents, d'une structure d'interfaçage communément appelée clou , complétée par une tête de clou constituée par un cordon de résine de remplissage, caractérisé par les étapes suivantes: - drapage d'une pluralité de plis superposés de fibres de carbone pré- imprégnées pour constituer ladite peau de base; - mise en place et formage sur des poinçons individuels à section en U et arêtes arrondies et de longueur correspondant à celle des raidisseurs en U du panneau à réaliser, d'au moins un pli de renfort en fibres de carbone pré-imprégnées; - réalisation par drapage d'au moins un pli de fibres de carbone pré- imprégnées de demi-clous constitués d'une bande de longueur correspondant à celle des raidisseurs en U et de largeur égale à la hauteur des branches dudit U et présentant un bord longitudinal tombé ; - mise en place sur les deux flancs de chaque poinçon revêtu dudit pli de renfort et en position de U renversé, d'un demi-clou, les bords tombés étant placés à hauteur des arêtes arrondies des poinçons; - positionnement côte à côte des poinçons en position de U renversé et mise en place d'une tête de clou de section sensiblement triangulaire entre deux bords tombés en regard; - compactage de l'ensemble des poinçons ainsi accolés; - retournement à 180 de l'ensemble des poinçons compactés; - positionnement de cet ensemble sur ladite peau de base en sorte de plaquer contre cette dernière une surface plane continue définie, d'une part, par la face externe des parties de liaison des branches des U des plis de renfort et, d'autre part, par l'ensemble clou + tête de clou séparant deux raidisseurs en U adjacents; - et, enfin, retrait desdits poinçons en U. Suivant un mode particulier de mise en oeuvre, l'étape de réalisation des demi-clous consiste à mettre en place et plaquer contre un poinçon à section en U à arêtes arrondies ladite bande en sorte que les deux bords longitudinaux opposés de cette dernière soient en léger débordement du poinçon, puis à découper la bande suivant son axe longitudinal en sorte d'obtenir deux demi-clous symétriques. On va maintenant décrire plus en détail le mode de mise en oeuvre 5 préféré du procédé selon l'invention en se reportant aux dessins annexés sur lesquels: - figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un panneau auto- raidi à raidisseurs en U rapportés sur une peau de base; figure 2 illustre la mise en place d'un pli sur un poinçon à section en U; - figure 3 représente le poinçon de la figure 2 revêtu du pli de renfort en U et flanqué latéralement de deux demi-clous; - figure 4 représente quatre poinçons en U selon la figure 3, accolés en vue de la mise en place des têtes de clou; - figures 5, 6 et 7 illustrent un mode de réalisation des demi- clous, et - figures 8, 9 et 10 illustrent les étapes finales de mise en place d'un ensemble raidisseurs-clous-tête de clou sur une peau de 20 base et de retrait des poinçons. Sur la figure 1 on a représenté en coupe transversale un panneau autoraidi en composite pré-imprégné constitué d'une peau de base 1 sur l'une des faces de laquelle sont rapportés des raidisseurs 2 en forme de U disposés côte à côte parallèlement et séparés entre eux par une structure d'interfaçage comprenant un clou 3 et une tête de clou 4, le clou étant formé de deux demi-clous 3a, 3b disposés symétriquement, la tête de clou 4 comblant l'espace subsistant entre la peau 1, d'une part, et les bords en regard des demi-clous 3a, 3b, d'autre part. La peau 1, de même que les raidisseurs 2 en forme de U et les demi-30 clous 3a, 3b sont constitués d'un empilement de plis formés de tissus ou nappes de fibres de carbone pré-imprégnées d'une résine appropriée. Les raidisseurs 2, les demi-clous 3a, 3b et les têtes de clou 4 courent généralement sur toute la longueur du panneau. La figure 2 illustre la première étape de mise en place des éléments de renfort du panneau, la peau de base 1 étant réalisée par ailleurs suivant la 5 technique conventionnelle du drapage. Sur la figure 2 on a représenté en 5 un poinçon dont la section est en forme de U définissant trois surfaces externes planes orthogonales ou parallèles entre elles, respectivement des surfaces 6 et 7 correspondant aux deux branches parallèles du U et une surface 8 de liaison. Le poinçon 5 présente une longueur au moins égale à celle des raidisseurs 2 à réaliser et est placé dans la position renversée du U pour la mise en place des plis superposés en forme de bandes rectangulaires devant constituer les raidisseurs. En 9 est représenté en coupe transversale un tel empilement réalisé par 15 drapage et formant une bande de longueur égale à celle du raidisseur en U à obtenir. Sur le poinçon 5, préalablement revêtu d'un film de polyéthylène (non représenté) pour éviter le collage de la bande 9 et permettre le retrait ultérieur du poinçon, la bande 9 est posée à cheval comme illustrée, en sorte de former sous infra-rouge le raidisseur en U en plaquant les bords de la bande 9 sur les flancs 6, 7 du poinçon, les bords longitudinaux de la bande 9 étant recoupés à la hauteur desdits flancs 6, 7. La figure 3 illustre l'étape suivante de mise en place sur les deux flancs du poinçon 5 ainsi revêtu de la bande 9, d'un demi-clou 3a, 3b, préalablement 25 mis en forme et découpé. Suivant un mode de réalisation préféré illustré par les figures 5 à 7, les deux demi-clous 3a, 3b sont obtenus à partir d'une même bande 10 placée sur un conformateur 11 de section rectangulaire et à arêtes supérieures 12 arrondies (figures 6, 7), les bords longitudinaux 13 de la bande étant en léger débordement (figure 6). Ensuite, une vessie 14 est placée sur l'ensemble et le vide est fait pour former les demi-clous, c'est-à-dire plaquer (figure 7) les bords 13 de la bande sur les arêtes arrondies 12, après quoi la bande 10 est découpée suivant son axe longitudinal (flèche 15) pour séparer les deux demi-clous 3a, 3b. L'étape suivante consiste à disposer comme illustré par la figure 4 plusieurs poinçons selon la figure 3, parallèlement et côte à côte, toujours dans la position du U renversé, afin de mettre en place entre deux poinçons adjacents, une tête de clou 4 préparé au préalable et constituée d'un cordon de résine de remplissage de section sensiblement triangulaire, occupant la rigole formée entre les deux bords tombés 13 des demi-clous 3a, 3b plaqués contre la bande 9. L'ensemble est ensuite mis sous vessie (non représentée) et compacté sous vide afin d'avoir une surface la plus uniformément plane que possible et une absence d'espaces ou interstices vides à hauteur de l'ensemble cloutête de clou. L'étape suivante consiste à remettre l'ensemble des poinçons 5 en position normale du U, en retournant de 180 , comme illustré par la figure 8, la plaque 16 de montage des poinçons 5, et en positionnant ces derniers au dessus de la peau de base 1 en place sur son marbre d'attente 17. Puis, l'ensemble des poinçons 5 est déposé sur la peau 1 (figure 9) et, enfin, les poinçons 5 sont enlevés les uns après les autres (figure 10) en sorte d'obtenir une structure d'assemblage selon la figure 1, qu'il conviendra ensuite de consolider en autoclave à la manière habituelle. 6 REVENDICATIONS 1. Procédé de mise en place des éléments d'un panneau auto-raidi en composite pré-imprégné, du type constitué d'une peau de base (1) sur l'une des faces de laquelle sont rapportés et disposés côte à côte des raidisseurs (2) en forme de U dont les parties de liaison des branches du U sont plaquées contre ladite peau, avec interposition, entre les branches en regard de deux raidisseurs (2) adjacents, d'une structure d'interfaçage communément appelée clou (3), complétée par une tête de clou (4) constituée par un cordon de résine de remplissage, caractérisé par les étapes suivantes: - drapage d'une pluralité de plis superposés de fibres de carbone pré- imprégnées pour constituer ladite peau de base (1) ; mise en place et formage sur des poinçons individuels (5) à section en U et arêtes arrondies et de longueur correspondant à celle des raidisseurs (2) en U du panneau à réaliser, d'au moins un pli de renfort (9) en fibres de carbone pré-imprégnées; réalisation par drapage d'au moins un pli de fibres de carbone pré-imprégnées de demi-clous (3a, 3b) constitués d'une bande (10) de longueur correspondant à celle des raidisseurs (2) en U et de largeur égale à la hauteur des branches dudit U et présentant un bord longitudinal tombé (13) ; - mise en place sur les deux flancs de chaque poinçon (5) revêtu dudit pli de renfort (9) et en position de U renversé, d'un demi-clou (3a, 3b), les bords tombés (13) étant placés à hauteur des arêtes arrondies des poinçons; positionnement côte à côte des poinçons (5) en position de U renversé et mise en place d'une tête de clou (4) de section sensiblement triangulaire entre deux bords tombés (13) en regard; - compactage de l'ensemble des poinçons (5) ainsi accolés; retournement à 180 de l'ensemble des poinçons (5) compactés; - positionnement de cet ensemble sur ladite peau de base (1) en sorte de plaquer contre cette dernière une surface plane continue définie, d'une part, par la face externe des parties de liaison des branches des U des plis de renfort (9) et, d'autre part, par l'ensemble clou (3a, 3b) + tête de clou (4) séparant deux raidisseurs (2) en U adjacents; - et, enfin, retrait desdits poinçons (5) en U. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de réalisation des demi-clous (3a, 3b) consiste à mettre en place et plaquer contre un poinçon (11) à section en U à arêtes arrondies (12) ladite bande (10) en sorte que les deux bords longitudinaux opposés (13) de cette dernière soient en léger débordement du poinçon (Il), puis à découper la bande (10) suivant son axe longitudinal en sorte d'obtenir deux demi-clous symétriques (3a, 3b).