Brevet FR2886206A1 — publié le 20061201

Domaine de l'invention La présente invention concerne une coque composite éclaircie et un procédé de fabrication de celle-ci sans cloques ni trous d'épingle. Contexte de l'invention Des produits avec un boîtier dur sont utilisés dans une variété multiple de domaines tels que le cas des ordinateurs, des téléphones cellulaires, des ordinateurs portables ou des valises. Généralement, les boîtiers durs peuvent être composés d'un matériau plastique ou métallique tel qu'un alliage d'aluminium ou d'alliage de magnésium. Le boîtier en plastique peut être fabriqué au moyen d'un moulage par injection et pour obtenir un boîtier mince et sophistiqué, un procédé plus compliqué est développé pour injecter le matériau plastique. Cependant, le procédé compliqué est coûteux et le boîtier en plastique mince présente une résistance structurelle inférieure de sorte qu'il est facilement cassé. Les boîtiers métalliques sont lourds et impliquent des moules de coût élevé. Les boîtiers plastiques et métalliques doivent être recouverts d'une couche de protection extérieure pour montrer sa qualité de surface. Un autre procédé utilise un procédé de moulage par pression pour stratifier des couches multiples de matériau composite et les produits sont légers et présentent une meilleure résistance structurelle. Néanmoins, le boîtier doit être recouvert d'une résine transparente pour avoir une surface extérieure brillante et lisse. Par ailleurs, il existe des cloques ou des trous d'épingle générés pendant les - 2 - processus du procédé de sorte que des étapes prudentes supplémentaires sont réalisées pour supprimer ces cloques et trous d'épingle. La présente invention vise à proposer un procédé de fabrication d'une coque composite éclaircie au moyen d'un moulage sous vide, sans cloques ni trous d'épingle générés, de sorte que les produits comprennent des surfaces stéréo sans généralement des procédés de revêtement. Résumé de l'invention La présente invention concerne une coque avec une surface éclaircie et la coque est réalisée par les étapes suivantes consistant à : étape (a) . fournir un matériau composite surface d'un moule métallique, composite comprenant une d'un pré-imprégné d'une matrice de résine et de fibres, un rapport de poids de la matrice de résine dans le matériau composite étant de 30 % à 60 % étape (b) : cuire le matériau composite par moulage sous vide pour former un semi-produit; et étape (c) : usiner le semi-produit composite 25 durci en supprimant le matériau en excédent pour devenir un produit final. La présente invention ressortira plus clairement à partir de la description suivante lorsqu'elle est prise conjointement avec les dessins en annexe qui représentent, à des fins d'illustration uniquement, un mode de réalisation préféré selon la présente invention. Brève description des dessins La figure 1 est un organigramme des étapes 35 du procédé de la présente invention; non durci sur une le matériau stratification - 3 la figure 2 est une vue transversale de la coque fabriquée par le procédé de la présente invention; la figure 3 est une partie d'un boîtier d'un 5 ordinateur fabriqué par le procédé de la présente invention; et la figure 4 représente différents motifs ou libellés qui sont utilisés pour décorer la coque de la présente invention. Description détaillée du mode de réalisation préféré En référence à la figure 1, le procédé de la présente invention comprend les étapes suivantes. une étape 11 consistant à fournir un matériau composite non durci 11; une étape 12 consistant à fournir un moule métallique; une étape 13 consistant à fournir un traitement de surface au moule métallique; une étape 14 consistant à fournir le matériau composite non durci 11 sur le moule métallique; une étape 15 consistant à cuire le matériau 25 composite par moulage sous vide pour former un semi-produit consolidé ; et une étape 16 consistant à usiner en supprimant le matériau en excédent pour devenir un produit final. Le matériau composite peut être un d'un matériau composite en fibre de carbone, un matériau composite en fibre KEVLAR, un matériau composite en fibre de verre, un matériau composite en fibre teinte, et un matériau composite en fibre hybride. 2886206 - 4 - Le matériau composite comprend des stratifications multiples de pré-imprégné de matrice de résine et de fibres, un rapport de poids de la résine de matrice dans le matériau composite étant de 30 % à 60 %. Le contenu de la résine de matrice est un ou deux fois le matériau pré-imprégné. La résine de matrice du matériau composite est choisie parmi une d'une résine thermodurcissable et d'une résine thermoplastique. La manière de tisser les fibres peut être une parmi un tissu unidirectionnel, une armure toile, une armure satin, une armure sergée et un tissage multiaxe. Le matériau composite est coupé dans des tailles appropriées avant d'être posé sur le moule métallique et le matériau composite et le moule métallique sont soudés en utilisant un élément d'étanchéité. Le moule métallique est traité par un traitement de surface pour obtenir un moule poli avec une surface fine et lisse. Le traitement de surface comprend un procédé de polissage de surface et un procédé de durcissement de surface. Le procédé de polissage de surface est un des procédés suivants qui sont le polissage mécanique, le polissage chimique, le polissage chimique-mécanique (CMP). Le procédé de durcissement de surface peut être un des traitements suivants qui sont un procédé de revêtement de chrome de surface, un procédé de revêtement de titane de surface, un procédé de traitement de surface au carbone et un procédé de traitement de surface à l'azote. Le matériau composite non durci est ensuite posé sur la surface métallique qui est traitée. - 5 - Le moulage sous vide est effectué par un appareil sous vide qui peut être un des dispositifs suivants qui sont un autoclave, un four et une pompe. Le moulage sous vide consiste à mettre en étanchéité le matériau composite en utilisant un élément de joint et le matériau composite est chauffé à une température entre 0 et 1 600 degrés Celsius sous une pression entre 0 et 100 pressions atmosphériques. Comme cela est représenté sur la figure 2, le moule métallique 21 utilisé avec l'appareil sous vide 2 est poli pour avoir une surface fine et lisse et le traitement peut être un procédé de revêtement de surface au chrome, un procédé de revêtement de surface au titane de surface, un procédé de revêtement de surface au carbone ou un procédé de revêtement de surface à l'azote. Un agent de libération est appliqué sur la surface du moule métallique 21 de manière à séparer facilement le semi-produit et le moule. Le matériau composite 22 est ensuite stratifié sur le moule métallique 21 à un angle approprié. Un élément de joint 23 est utilisé pour mettre en étanchéité le moule métallique 21 et le matériau composite 22, et l'ensemble étanchéifié est envoyé vers le dispositif sous vide 2 pour vérifier la fiabilité de l'étanchéité par l'élément de joint 23. L'ensemble étanchéifié du matériau composite 22 est ensuite stratifié sur le moule métallique 21 et envoyé dans un four ou un autoclave pour durcir ou se consolider. Par un réglage approprié de la température et de la pression, l'élément de joint 23 est retiré et le semi- produit est ensuite usiné pour supprimer le 2886206 - 6 matériau en excédent pour former le produit final qui comprend une surface éclaircie et finie. Comme cela est représenté sur la figure 3, la coque fabriquée par le procédé de la présente invention utilise trois à cinq couches de tissu de fibres de carbone à tissage plein ou plusieurs couches de tissage satin de pré-imprégné KEVLAR/époxy 31. Le pré-imprégné 31 est durci à l'aide d'un autoclave. Le matériau composite pour fabriquer des boîtiers d'ordinateur 3 est chauffé à 110 à 150 degrés Celsius sous 2 à 20 pressions atmosphériques. Le matériau composite comprend un taux élevé de résine de sorte que le pré-imprégné 31 est durci sur le moule métallique 21 et forme une surface brillante 310 qui est formée directement par la résine de sorte qu'aucune peinture ou revêtement n'est nécessaire. En raison du traitement sous vide et de la pression élevée, aucune cloque ni trou d'épingle n'est généré, et la surface brillante 310 présente une surface stéréo qui répond aux conditions requises pour le boîtier d'ordinateurs portables sur le marché. Comme cela est représenté sur la figure 4, un autre mode de réalisation utilise des couches multiples de pré-imprégné et différents motifs ou libellés 4 sont posés dans les produits finaux. Le matériau composite destiné à fabriquer les boîtiers d'appareil électronique est chauffé à 110 à 150 degrés Celsius pendant deux heures. Les produits finaux présentent une surface brillante et aucune peinture ni revêtement n'est nécessaire. Aucune cloque ni trou d'épingle n'est généré, et la surface 2886206 - 7 brillante 310 présente une surface stéréo qui répond aux conditions requises pour le boîtier d'ordinateurs portables sur le marché. Comme cela est représenté sur la figure 3, des motifs ou libellés 5 sont posés dans le moule métallique et stratifiés avec le matériau composite. Les motifs ou libellés 5 sont sous une forme de résine pré-imprégnée et les surfaces des motifs ou libellés 5 sont combinées avec les surfaces du pré-imprégné 31 de manière à former une surface brillante 310. Les motifs ou libellés 5 peuvent être composés d'un matériau plastique ou un matériau métallique, et la résine du matériau composite s'écoule vers une surface extérieure des motifs ou libellés 5 pour former la surface brillante. Alors que le mode de réalisation a été représenté et décrit selon la présente invention, il doit ressortir clairement pour l'homme du métier que d'autres modes de réalisation peuvent être réalisés sans s'éloigner de la portée de la présente invention. 2886206 -8 R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de fabrication d'une coque, comprenant. une étape (a) consistant à fournir un matériau composite non durci (11) sur une surface d'un moule métallique, le matériau composite (22) comprenant une stratification de pré-imprégné de matrice de résine et de fibres, un rapport de poids de la résine de matrice dans le matériau composite étant de 30 % à 60 % ; une étape (b) consistant à cuire le matériau composite (22) par moulage sous vide pour former un semi-produit; et une étape (c) consistant à usiner le semi-produit composite durci en supprimant le matériau en excédent pour devenir un produit final. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau composite (22) est choisi parmi un matériau composite en fibre de carbone, un matériau composite en fibre KEVLAR, un matériau composite en fibre de verre, un matériau composite en fibre teintée et un matériau composite en fibre hybride. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau composite (22) comprend une matrice de résine et des fibres, le matériau composite (22) est utilisé au moyen d'un pré-imprégné et d'un moulage humide. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la matrice de résine est choisie parmi une résine thermodurcissable et une résine thermoplastique. - 9 5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le pré-imprégné est tissé par un parmi un tissu unidirectionnel, une armure toile, une armure satin, une armure sergée, et un tissage multiaxe. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la surface de la surface métallique est traitée par un traitement de surface. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le traitement de surface est un procédé de polissage de surface pour former un moule poli. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le polissage de surface est un des procédés suivants qui sont un polissage mécanique, un polissage chimique, un polissage chimique-mécanique (CMP). 9. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le traitement de surface est un procédé 20 de durcissement de surface. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le procédé de durcissement de surface est un des traitements suivants qui sont un procédé de revêtement de surface au chrome, un procédé de revêtement de surface au titane, un procédé de traitement de surface au carbone et un procédé de traitement de surface à l'azote. 11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moulage sous vide est réalisé par un appareil sous vide (2). 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel un appareil sous vide est un des dispositifs suivants qui sont un autoclave, un four et une pompe. - 10 - 13. Procédé selon la revendicat=ion 1, dans lequel le moulage sous vide consiste à mettre en étanchéité le matériau composite (22) qui est chauffé à une température entre 0 et 1 600 degrés Celsius sous pression. 14. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moulage sous vide consiste à mettre en étanchéité le matériau composite (22) qui est appliqué avec une pression entre 0 et 100 pressions atmosphériques. 15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moulage sous vide consiste à mettre en étanchéité le matériau composite (22) par un élément de joint (23). 16. Coque avec une surface éclaircie fabriquée par un matériau composite non durci (11) qui comprend une matrice de résine et au moins une fibre.