Brevet FR2924378A1 — publié le 20090605

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication par moulage d'une pièce composite thermoplastique. On connaît déjà des procédés de moulage d'une pièce composite thermoplastique ou thermodurcissable, destinés à mettre en forme un matériau composite constitué de fibres noyées dans une matrice thermoplastique ou thermodurcissable. Les fibres peuvent être de différentes natures, par exemple du verre, du carbone ou de l'aramide, tandis que la matrice est par exemple du type époxyde ou phénolique ou autre. Les procédés connus sont par exemple ceux décrits dans les documents EP 0 916 477 et EP 1 382 436. Le premier concerne un procédé de moulage d'une pièce en matériau composite à partir d'une nappe non tissée de fibres noyées thermodurcissable ou thermoplastique, où préalablement au moulage, découpée en d'éléments rectangulaires qui sont tridimensionnellement. L'arrangement tridimensionnel permet d'obtenir une orientation préférée des fibres, qui présentent une longueur comprise entre 50 et 100 mm, dans une zone définie de la pièce obtenue, en sorte de favoriser la résistance de cette zone destinée à être soumise à un effort particulier, résistance limitée du fait d'une utilisation de fibres discontinues. L'inconvénient d'un tel procédé réside en ce que la mise en oeuvre de l'arrangement tridimensionnel demeure une opération délicate et coûteuse en temps de mise en oeuvre, et qu'il est difficile d'obtenir une pièce composite comprenant plusieurs zones susceptibles d'être soumise à des efforts de directions différentes, et d'avoir un bon contrôle des orientations de fibres prédéfinies initialement à la conception et au dimensionnement des pièces à réaliser. Le second concerne un procédé de moulage d'une pièce en matériau composite, consistant à placer dans un moule un empilement de plis prélevés dans une nappe de fibres noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, et arrangés selon des directions préférentielles desdites fibres, puis à dans une matrice ladite nappe est une multiplicité ensuite arrangés soumettre ledit moule à des conditions particulières de pression et de température. Ce procédé permet d'obtenir des pièces composites d'une grande résistance et d'une grande homogénéité, avec un bon contrôle des orientations de fibres dans le cas de pièces de géométrie simple, mais dans le cas de géométrie complexe, ce procédé ne permet pas de garantir totalement les orientations de fibres prédéfinies initialement à l'activité de conception de pièces à mouler, ces orientations étant directement liées au dimensionnent de ces pièces aptes à résister à de multiples contraintes. La présente invention a pour but de proposer un procédé de fabrication par moulage d'une pièce composite thermoplastique permettant de remédier aux divers inconvénients précités. Le procédé de fabrication par moulage d'une pièce composite thermoplastique selon l'invention ce caractérise en ce qu'il consiste à : - réaliser une partie de ladite pièce composite, au travers d'un procédé de moulage consistant à mettre en place dans un moule un matériau composite constitué de fibres noyées dans une matrice thermoplastique, tout en arrangeant ledit matériau en sorte que les fibres qu'il comporte soient orientées selon une ou plusieurs directions préférentielles, puis à soumettre ledit moule à des conditions particulières de pression et de température, - réaliser au moins une seconde partie de ladite pièce composite, au travers d'un procédé de moulage consistant à mettre en place dans un moule soit un matériau composite constitué de fibres noyées dans une matrice thermoplastique, tout en arrangeant ledit matériau en sorte que les fibres qu'il comporte soient orientées selon une ou plusieurs directions préférentielles, soit un matériau constitué de ladite matrice thermoplastique, puis à soumettre ledit moule à des conditions particulières de pression et de température, sachant que pour chacune des différentes parties les fibres, quand elle en contient, sont susceptibles d'être de natures et de dimensions différentes, et orientées différemment, ainsi que dans des proportion différentes, tandis que la matrice thermoplastique et celle du matériau utilisé pour fabriquer la première partie sont identiques ou compatibles, - puis assembler les différentes parties obtenues, les introduire dans un moule, puis à soumettre ce dernier à des conditions particulières de pression et de température. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'obtenir une pièce composite venant de l'assemblage de plusieurs parties chacune pré-consolidée par une opération de moulage. L'implantation des parties pré-consolidées permet d'obtenir un contrôle optimisé des positions et orientations des fibres de renfort. Il est possible d'utiliser des fibres différentes pour chacune des parties, avec toutefois l'obligation d'utiliser une matrice thermoplastique identique ou compatible pour pouvoir réaliser les multiples consolidations. La nature et les dimensions des fibres utilisées, ainsi que leur proportion dans le matériau composite, dans une partie d'une pièce sont choisies selon les besoins auxquels doit répondre ladite partie, à savoir par exemple, besoin de résistance à l'abrasion, à l'impact, besoin de rigidité, ou de conductibilité électrique ou thermique. Ainsi, selon le procédé, on peut, entre autres, choisir pour mouler l'une ou l'autre des parties de la pièce composite à réaliser, un matériau composite constitué de fibres conductrices électriquement et/ou de fibres conductrices thermiquement. Les avantages et les caractéristiques du procédé selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique illustrant une phase de fabrication d'un pièce composite au travers du procédé 35 selon l'invention - la figure 2 représente une vue schématique illustrant une autre phase de fabrication de la même pièce. En référence à la figure 1, on peut voir trois éléments 1, 2 et 3 en matériau composite, chacun fabriqué selon un procédé de moulage consistant à mettre en place dans un moule un matériau composite constitué de fibres noyées dans une matrice thermoplastique, tout en arrangeant ledit matériau en sorte que les fibres qu'il comporte soient orientées selon une ou plusieurs directions préférentielles, puis à soumettre ledit moule à des conditions particulières de pression et de température. Chacun des éléments est fabriqué et consolidé, et présente certaines spécificités du fait de la nature et des dimensions des fibres contenues dans le matériau composite utilisé, mais également selon l'orientation donnée audites fibres lors de la mise en place du matériau composite dans le moule. En référence maintenant à la figure 2, on peut voir que les trois éléments 1, 2 et 3 sont assemblés en vue d'être introduits dans un moule puis à soumettre ce dernier à des conditions particulières de pression et de température, en sorte d'obtenir au final après consolidation, une pièce P dont des parties présentent des spécificités différentes. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication par moulage d'une pièce composite thermoplastique caractérisé en ce qu'il consiste à : - réaliser une partie de ladite pièce composite, au travers d'un procédé de moulage consistant à mettre en place dans un moule un matériau composite constitué de fibres noyées dans une matrice thermoplastique, tout en arrangeant ledit matériau en sorte que les fibres qu'il comporte soient orientées selon une ou plusieurs directions préférentielles, puis à soumettre ledit moule à des conditions particulières de pression et de température, - réaliser au moins une seconde partie de ladite pièce composite, au travers d'un procédé de moulage consistant à mettre en place dans un moule soit un matériau composite constitué de fibres noyées dans une matrice thermoplastique, tout en arrangeant ledit matériau en sorte que les fibres qu'il comporte soient orientées selon une ou plusieurs directions préférentielles, soit un matériau constitué de ladite matrice thermoplastique, puis à soumettre ledit moule à des conditions particulières de pression et de température, sachant que pour chacune des différentes parties les fibres, quand elle en contient, sont susceptibles d'être de natures et de dimensions différentes, et orientées différemment, ainsi que dans des proportion différentes, tandis que la matrice thermoplastique et celle du matériau utilisé pour fabriquer la première partie sont identiques ou compatibles, - puis assembler les différentes parties obtenues, les introduire dans un moule, puis à soumettre ce dernier à des conditions particulières de pression et de température. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on choisi, pour mouler l'une ou l'autre des parties de la pièce composite à réaliser, un matériau composite constitué de fibres conductrices électriquement. 3) Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on choisi, pour mouler l'une ou l'autre des parties de la pièce composite à réaliser, un matériau composite constitué de fibres conductrices thermiquement.5