Brevet FR2971193A1 — publié le 20120810

Procédé de réalisation d'une préforme à structure fibreuse présentant la forme d'un profilé comportant une âme, et préforme réalisée L'invention concerne un procédé de réalisation d'une préforme à structure fibreuse présentant la forme d'un profilé comportant une s âme. Elle s'étend aux préformes réalisées par la mise en oeuvre de ce procédé. Les matériaux composites composés, à titre principal, de préformes à structure fibreuse, et d'une matrice consistant généralement en une matière plastique (résine thermoplastique ou thermodurcissable) assurant la cohésion de la structure, sont d'un emploi de plus en plus fréquent dans de io nombreuses industries et notamment dans l'industrie aéronautique et spatiale. La fabrication des pièces en matériaux composites nécessite, en premier lieu, de réaliser des préformes profilées de sections et/ou formes plus ou moins complexes, au moyen de préformes élémentaires découpées puis conformées et/ou assemblées mécaniquement en vue de ls l'obtention du profil désiré. La présente invention vise la réalisation de telles préformes présentant spécifiquement la forme d'un profilé comportant une âme, et a pour objectif principal de fournir un procédé de mise en oeuvre aisée conduisant à l'obtention de préformes présentant des performances 20 mécaniques élevées. A cet effet, l'invention vise un procédé de réalisation d'une préforme à structure fibreuse présentant la forme d'un profilé comportant une âme délimitée par au moins un contour et, selon l'invention, ce procédé consiste : 25 - à réaliser deux préformes élémentaires de formes adaptées pour former une préforme dotée d'une âme double épaisseur obtenue par juxtaposition des deux préformes élémentaires, - et à assembler les deux préformes élémentaires par au moins une ligne de couture s'étendant le long de chaque ligne de contour 30 délimitant l'âme. En premier lieu, il est à noter que, selon l'invention, on entend définir, de façon large, par « contour », une limite pouvant consister soit en la limite extérieure de l'âme de la préforme, soit en une limite intérieure de la dite âme délimitant un orifice ménagé dans cette dernière. Ainsi, selon l'invention, chaque âme d'une préforme est délimitée par un contour « extérieur » et peut présenter un ou plusieurs contour(s) « intérieur(s) ». Selon l'invention, chaque préforme est donc réalisée au moyen de deux préformes élémentaires accolées pour former une préforme s présentant une âme renforcée, puis assemblées par des lignes de couture s'étendant le long de chaque contour de l'âme, et qui constituent des lignes d'assemblage quasi continues prévenant tout risque de déstructuration du fait qu'elles : - présentent des résistances élevées vis-à-vis des io sollicitations mécaniques, et notamment des résistances au moins équivalentes à celles obtenues par des liaisons mécaniques ponctuelles, telles que des liaisons par rivets, - constituent des barrières quasi continues empêchant toute propagation d'un éventuel délaminage lors de sollicitations mécaniques ls de la préforme. De plus, de telles lignes de couture, qui sont réalisées lors d'une des étapes initiales de la fabrication des préformes, conduisent, par la suite, grâce à un parfait maintien relatif des préformes élémentaires, à faciliter toutes les étapes ultérieures de manipulation, mise en forme, assemblage des 20 éventuelles semelles bordant l'âme sur des éléments structurels ... Par ailleurs, on utilise avantageusement, selon l'invention, la technique dite du «point noué» (« lock stitching ») en vue de la couture des couches de renfort. De plus, ces coutures sont avantageusement réalisées au 25 moyen de fils présentant une haute résistance à la traction, tels que des fils en « Kevlar ® » ou des fils en carbone. L'invention s'étend à une préforme à structure fibreuse présentant la forme d'un profilé comportant une âme délimitée par au moins un contour, la dite préforme étant constituée de deux préformes élémentaires de 30 formes adaptées pour former une préforme dotée d'une âme double épaisseur obtenue par juxtaposition des dites préformes élémentaires et assemblage de ces dernières par au moins une ligne de couture s'étendant le long de chaque ligne de contour délimitant l'âme. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention 35 ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins s lo annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure 1 représente deux préformes élémentaires destinées à la réalisation d'une préforme conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus d'une préforme selon l'invention réalisée par assemblage, par des lignes de couture, des deux préformes élémentaires représentées à la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective du profilé réalisé au moyen de la préforme représentée à la figure 2, - et la figure 4 est une coupe transversale par un plan C de ce profilé. L'invention vise la réalisation d'une préforme profilée P, telle que représentée aux figures 3 et 4, comportant une âme centrale A de forme rectangulaire dont chacun des quatre bords est prolongé d'une semelle ls S1-S4 axée par rapport au plan de la dite âme, et s'étendant perpendiculairement par rapport à cette dernière. La première étape de ce procédé consiste à découper deux préformes élémentaires P1, P2 constituées, par exemple, d'un empilage de couches de renfort à structure fibreuse telles que des fibres de carbone, 20 chacune des dites préformes élémentaires présentant, tel que représenté aux figures 1 et 2, une forme et des dimensions planes correspondant à la forme et aux dimensions de l'âme A et d'une des ailes de chaque semelle S1-S4 de la préforme P mise à plat. Selon l'exemple représenté, chaque préforme élémentaire 25 P1, P2 comporte donc une portion centrale rectangulaire 1, dont chaque côté est prolongé d'une portion de surface rectangulaire 2-5 de surface adaptée pour constituer une des ailes d'une semelle S1-S4. La deuxième étape du procédé selon l'invention consiste, tel que représenté à la figure 2, à assembler les deux préformes élémentaires 30 P1 et P2 par de lignes de couture parallèles, en l'exemple au nombre de trois 11-13, s'étendant le long du contour externe de l'âme A, et en l'exemple le long de l'intégralité du dit contour, c'est-à-dire disposées de façon à éviter toute propagation d'un éventuel délaminage. De façon avantageuse, ces lignes de couture 11-13 sont, en outre, réalisées au moyen de fils présentant une haute résistance à la traction, tels que des fils en « Kevlar ® » ou des fils en carbone. Un tel procédé permet, tel que précité, de réaliser une s préforme profilée P représentée aux figures 3 et 4, dont l'âme A consiste en une âme double épaisseur constituée par les portions centrales 1 accolées et assemblées par des lignes de couture 11-13, des deux préformes élémentaires P1, P2, et dont chaque semelle S1-S4 est formée par pliages des portions de surface périphériques 2-5 jouxtant la portion centrale 1 des dites préformes io élémentaires.2-5. Il est à noter que, selon l'invention, lorsqu'un orifice est ménagé dans l'âme A, des lignes de couture sont de même formées le long du contour de cet orifice, de façon à éviter toute propagation d'un éventuel délaminage. ls De façon générale, le procédé selon l'invention permet donc la réalisation de préformes profilées comportant une âme, présentant des performances mécaniques très élevées. REVENDICATIONS1/ Procédé de réalisation d'une préforme (P) à structure fibreuse présentant la forme d'un profilé comportant une âme (A) délimitée par au moins une ligne de contour, le dit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste : s - à réaliser deux préformes élémentaires (P1, P2) de formes adaptées pour former une préforme (P) dotée d'une âme (A) double épaisseur obtenue par juxtaposition des deux préformes élémentaires (P1, P2) - et à assembler les deux préformes élémentaires par au moins une ligne de couture (11-13) s'étendant le long de chaque ligne de contour io délimitant l'âme (A). 2/ Procédé de réalisation d'une préforme selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on utilise la technique dite du «point noué» (« lock stitching ») en vue de l'assemblage des préformes élémentaires (P1, P2). ls 3/ Procédé de réalisation d'une préforme selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on réalise les coutures (/1-/3) au moyen de fils présentant une haute résistance à la traction, tels que des fils en « Kevlar ® » ou des fils en carbone. 4/ Préforme (P) à structure fibreuse présentant la forme 20 d'un profilé comportant une âme (A) délimitée par au moins une ligne de contour, la dite préforme étant caractérisée en ce qu'elle est constituée de deux préformes élémentaires (P1, P2) de formes adaptées pour former une préforme (P) dotée d'une âme (A) double épaisseur obtenue par juxtaposition des dites préformes élémentaires et assemblage de ces dernières par au moins une ligne 25 de couture (11-13) s'étendant le long de chaque ligne de contour délimitant l'âme (A).