Brevet FR3002481A1 — publié le 20140829

Dispositif de moulage par infusion d'une pièce creuse La présente invention concerne un dispositif de moulage par infusion d'une pièce creuse. En particulier, l'invention concerne le moulage de matériau composite, du type comprenant une armature de fibres noyée dans une résine. On connaît déjà, dans l'état de la technique, notamment d'après FR 2 914 219, un dispositif de moulage par infusion d'une pièce creuse, comportant des première et seconde parties de moule délimitant ensemble une cavité de moulage de la pièce creuse. Ces première et seconde parties de moule forment ensemble un moule dit « rigide ». Un tel dispositif de moulage permet de réaliser un procédé de moulage par infusion d'une pièce creuse, comportant notamment une étape d'imprégnation d'une armature de fibres, disposée dans la cavité de moulage, par une résine liquide. Habituellement, un tel procédé de moulage comporte une étape préalable d'installation d'un moule souple intérieur dans la cavité de moulage, de sorte que l'armature de fibres est disposée radialement entre le moule souple et le moule rigide. Le procédé comporte également une étape de tirage de vide, au cours de laquelle un vide est créé entre le moule rigide et le moule souple. Ainsi, le moule souple est plaqué par le vide contre l'armature de fibres, qui se retrouve ainsi enserrée entre le moule souple et le moule rigide. Ce vide permet également de favoriser l'imprégnation de l'armature de fibres par la résine liquide. Dans FR 2 914 219, l'une des parties de moule comporte un orifice traversant, à travers lequel sont introduits un tuyau d'introduction de résine liquide et un tuyau de tirage de vide. Ces tuyaux débouchent alors dans la cavité de moulage, entre l'armature de fibres et le moule souple. Un tel dispositif de moulage est relativement fastidieux à mettre en oeuvre, puisqu'il nécessite la réinstallation des tuyaux d'introduction de résine et de tirage de vide à chaque fois que l'on souhaite mouler une pièce creuse. En outre, toute pièce creuse moulée au moyen de ce dispositif présente nécessairement un orifice traversant, correspondant à l'orifice ménagé sur la partie de moule. Ainsi, ce dispositif n'est pas adapté si l'on souhaite mouler une pièce creuse monobloc ne comportant pas un tel orifice. L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, en fournissant un dispositif de moulage relativement simple à mettre en oeuvre, et n'imposant pas la présence d'un orifice indésirable sur la pièce creuse moulée. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de moulage par infusion d'une pièce creuse, comportant des première et seconde parties de moule délimitant ensemble une cavité de moulage de la pièce creuse, caractérisé en ce qu'au moins l'une des première et seconde parties de moule comporte au moins un canal d'introduction de résine liquide, chaque canal d'introduction débouchant dans la cavité de moulage. Les canaux d'introduction permettent l'introduction de résine liquide dans la cavité de moulage, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un orifice traversant pour le passage d'un tuyau d'introduction de résine liquide. Par ailleurs, chaque canal d'introduction étant directement ménagé dans une partie de moule, aucune étape de mise en place de ces canaux d'introduction n'est nécessaire lors d'un procédé de moulage. Ainsi, le dispositif de moulage selon l'invention est plus simple à mettre en oeuvre qu'un dispositif de l'état de la technique. Un dispositif de moulage selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toute combinaison techniquement envisageable. - Chacune des première et seconde parties de moule comporte au moins un canal d'introduction de résine liquide débouchant dans la cavité de moulage. - Les première et seconde parties de moule comportent respectivement des première et seconde zones périphériques complémentaires entourant la cavité de moulage, destinées à être appliquées l'une contre l'autre lorsque la cavité de moulage est fermée, le dispositif de moulage comportant des moyens de maintien des zones périphériques l'une contre l'autre. - Les moyens de maintien comprennent au moins un passage de tirage de vide ménagé dans au moins l'une des première ou seconde parties de moule. - Les première et seconde parties de moule comportent des moyens de centrage de la première partie de moule par rapport à la seconde. - Le dispositif de moulage comporte au moins un passage de tirage de vide, ménagé dans au moins l'une des première et seconde parties de moule, débouchant dans la cavité de moulage. - Le dispositif de moulage comporte un circuit de tirage de vide ménagé dans au moins l'une des première et seconde parties de moule, ledit circuit comportant une pluralité de passages de tirage de vide débouchant dans la cavité de moulage, répartis sur la périphérie de cette cavité de moulage. L'invention concerne également un procédé de moulage par infusion d'une pièce creuse, à l'aide d'un dispositif de moulage tel que défini précédemment, comportant : - une étape d'ouverture de la cavité de moulage, par séparation des première et seconde parties de moule, - une étape de mise en place d'une armature de fibres dans au moins l'une des première et seconde parties de moule, - une étape d'installation d'un moule souple dans la cavité de moulage, - une étape de fermeture de la cavité de moulage, par assemblage des première et seconde parties de moule, de sorte que l'armature de fibres entoure le moule souple, - une étape d'imprégnation de l'armature de fibres par une résine introduite dans la cavité de moulage à travers chaque canal d'introduction. Avantageusement, le procédé de moulage comporte, préalablement à l'étape d'imprégnation, une étape de mise au vide de la cavité de moulage, au cours de laquelle on réalise un tirage de vide à travers chaque passage de tirage de vide, de façon à enserrer l'armature de fibres entre le moule souple et les première et seconde parties de moule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la figure unique annexée représentant schématiquement un dispositif de moulage en coupe transversale, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention. On a représenté, sur la figure unique, un dispositif 10 de moulage par infusion d'une pièce creuse. Le dispositif de moulage 10 comporte une première partie de moule 12 et une seconde partie de moule 14, délimitant ensemble une cavité 16 de moulage de la pièce creuse. Habituellement, l'ensemble formé par les première 12 et seconde 14 parties de moule est appelé « moule rigide ». Les premières 12 et seconde 14 parties de moule comportent respectivement des première 13 et seconde 15 zones périphériques complémentaires, entourant la cavité de moulage 16. Ces zones périphériques 13 et 15 sont également appelées « plages techniques du moule ». Les première 13 et seconde 15 zones périphériques sont notamment destinées à être appliquées l'une contre l'autre lorsque la cavité de moulage 16 est fermée, comme cela est représenté sur la figure. Avantageusement, le dispositif de moulage 10 comporte des moyens 20 de maintien des zones périphériques 13, 15 l'une contre l'autre. Ces moyens de maintien 20 comportent par exemple au moins un passage de tirage de vide ménagé dans l'une des première 13 ou seconde 15 parties du moule, relié à une pompe à vide. Dans ce cas, les moyens de maintien 20 comportent au moins une alvéole 22 délimitée à la fois par la première partie périphérique 13 et par la seconde partie périphérique 15. Cette alvéole 22 est étanche à l'air, et ledit passage de tirage de vide débouche dans cette alvéole 22. Ainsi, lorsque le vide est fait dans cette alvéole 22 à travers ledit passage de tirage de vide, les première 12 et seconde 14 parties de moule sont fermement maintenues l'une contre l'autre par ce vide. On notera que les zones périphériques 13, 15 peuvent comporter une pluralité d'alvéoles 22 réparties angulairement autour de la cavité 16, ou une unique alvéole formant une gorge annulaire s'étendant sur toute la périphérie de cette cavité de moulage 16. Avantageusement, les première 12 et seconde 14 parties de moule comportent des moyens de centrage de la première partie de moule 12 par rapport à la seconde 14. Par exemple, au moins l'une des première 12 et seconde 14 parties de moule comporte des pions de centrage, et l'autre comporte des orifices complémentaires pour recevoir ces pions de centrage. De tels moyens de centrage permettent d'assurer le bon positionnement des première 12 et seconde 14 parties de moule l'une par rapport à l'autre lors de la fermeture de la cavité de moulage 16. Au moins l'une des première 12 et seconde 14 partie de moule comporte au moins un canal d'introduction de résine liquide 18, chaque canal d'introduction 18 débouchant dans la cavité de moulage 16. Ainsi, la résine liquide est propre à circuler dans chaque canal d'introduction 18, directement en contact avec les parois de ce canal. Chaque canal d'introduction 18 est destiné à être connecté à un élément d'approvisionnement en résine liquide. On peut notamment prévoir un réseau de distribution de résine, agencé à l'extérieur du moule rigide, comportant une pluralité de branches, chaque branche étant reliée à un canal d'introduction 18 respectif. Avantageusement, chacune des première 12 et seconde 14 partie de moule comporte au moins un tel canal d'introduction de résine liquide 18 débouchant dans la cavité de moulage 16. Ainsi, la résine liquide peut être distribuée de manière homogène dans la cavité de moulage 16, sans qu'il soit nécessaire d'agencer un réseau de distribution de résine à l'intérieur de la cavité de moulage. Cette absence de réseau de distribution dans le moule permet de réaliser des corps creux de forme très aplatie. Afin de réaliser un moulage par infusion optimal, le dispositif de moulage 10 comporte au moins un circuit 24 de tirage de vide ménagé dans au moins l'une des première 12 et seconde 14 parties de moule, par exemple dans au moins l'une des première 13 et seconde 15 zones périphériques. Ce circuit 24 de tirage de vide comporte au moins un passage de tirage de vide, débouchant dans la cavité de moulage 16. Avantageusement, le circuit de tirage de vide 24 comporte une pluralité de passages de tirage de vide répartis sur la périphérie de la cavité de moulage 16. Le circuit de tirage de vide 24 est relié à une pompe à vide, de sorte que le vide puisse être fait simultanément à travers chaque passage de tirage de vide. On notera que le circuit de tirage de vide 22 peut être indépendant des moyens de maintien 20, ou relié à une même pompe à vide que ces moyens de maintien 20. Dans ce second cas, l'activation des moyens de maintien 20 et le tirage de vide dans la cavité 16 peuvent être réalisés simultanément au cours d'une même opération de tirage de vide. Le dispositif de moulage 10 décrit précédemment permet de réaliser un procédé de moulage par infusion d'une pièce creuse, qui va maintenant être décrit. Le procédé de moulage comporte une étape préalable d'ouverture de la cavité de moulage 16, par séparation des première 12 et seconde 14 parties de moule. Le procédé comporte ensuite une étape de mise en place d'une armature de fibres 26 dans au moins l'une des première 12 et seconde 14 parties de moule. Par exemple, l'armature de fibres 26 est constituée de deux demi-armatures, à savoir une première demi-armature mise en place dans la première partie de moule 12, et une seconde demi-armature mise en place dans la seconde partie de moule 14. En variante, l'armature de fibre 26 est formée d'un seul tenant, auquel cas cette armature de fibres 26 est propre à être repliée sur elle-même, de manière à pouvoir être mise en contact à la fois des première 12 et seconde 14 parties de moule lorsque la cavité de moulage 16 est refermée. Le procédé de moulage comporte ensuite une étape d'installation d'un moule souple 28 dans la cavité de moulage 16. Ce moule souple 28 est installé de sorte que l'armature de fibre 26 entoure le moule souple 28, notamment lors de la fermeture de la cavité de moulage 16. Cette cavité de moulage 16 est ensuite refermée au cours d'une étape de fermeture. Au cours de cette étape, les moyens de maintien 20 sont activés, pour assurer le maintien des première 12 et seconde 14 parties de moule l'une contre l'autre. Avantageusement, le procédé de moulage comporte ensuite une étape de mise au vide de la cavité de moulage 16, au cours de laquelle on active la pompe à vide, afin de réaliser un tirage de vide à travers chaque passage de tirage de vide. Le vide est fait entre le moule souple 28 et le moule rigide 12, 14, si bien que le moule souple 28 est plaqué contre l'armature de fibres 26 sous l'effet du vide. Ainsi, l'armature de fibres 26 est enserrée entre le moule souple 28 et le moule rigide 12, 14. Dans la présente description, on considère que, de manière classique, le vide réalisé est suffisant lorsque la dépression entre le moule souple et le moule rigide est comprise entre -0.1 et -1 bar. Le procédé de moulage comporte ensuite une étape d'imprégnation de l'armature de fibre 26 par une résine introduite dans la cavité de moulage 16, à travers les canaux d'introduction 18. Cette imprégnation de l'armature de fibre 26 est notamment favorisée par le vide qui est fait dans la cavité de moulage 16. Après cette imprégnation, le procédé comporte une étape classique de polymérisation, puis une étape d'ouverture de la cavité de moulage 16 par désactivation des moyens de maintien 20. Le procédé de moulage comporte enfin une étape de retrait de la pièce creuse moulée. Dans certains cas, en fonction de l'application prévue pour la pièce creuse, cette pièce creuse est une pièce ouverte. Dans ce cas, le moule souple 28 peut être retiré à travers l'ouverture de cette pièce ouverte. En revanche, le procédé de moulage selon l'invention permet également de réaliser une pièce creuse entièrement fermée. Dans ce cas, le moule souple 28 est laissé à l'intérieur de la pièce creuse moulée. On notera que l'invention est particulièrement adaptée pour la réalisation de pièces creuses monobloc en matériau composite, telles qu'une pale d'hydrolienne, et permet une très bonne finition de la géométrie extérieure de la pièce. On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de moulage par infusion d'une pièce creuse, comportant des première (12) et seconde (14) parties de moule délimitant ensemble une cavité de moulage (16) de la pièce creuse, caractérisé en ce qu'au moins l'une des première (12) et seconde (14) parties de moule comporte au moins un canal (18) d'introduction de résine liquide, chaque canal d'introduction (18) débouchant dans la cavité de moulage (16). 2. Dispositif de moulage (10) selon la revendication 1, dans lequel chacune des première (12) et seconde (14) parties de moule comporte au moins un canal (18) d'introduction de résine liquide débouchant dans la cavité de moulage (16). 3. Dispositif de moulage (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les première (12) et seconde (14) parties de moule comportent respectivement des première (13) et seconde (15) zones périphériques complémentaires entourant la cavité de moulage (16), destinées à être appliquées l'une contre l'autre lorsque la cavité de moulage (16) est fermée, le dispositif de moulage (10) comportant des moyens (20) de maintien des zones périphériques (13, 15) l'une contre l'autre. 4. Dispositif de moulage (10) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de maintien (20) comprennent au moins un passage de tirage de vide ménagé dans au moins l'une des première (12) ou seconde (14) parties de moule. 5. Dispositif de moulage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les première (12) et seconde (14) parties de moule comportent des moyens de centrage de la première partie de moule (12) par rapport à la seconde (14) 6. Dispositif de moulage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins un passage de tirage de vide, ménagé dans au moins l'une des première (12) et seconde (14) parties de moule, débouchant dans la cavité de moulage (16). 7. Dispositif de moulage selon la revendication 6, comprenant un circuit de tirage de vide ménagé dans au moins l'une des première (12) et seconde (14) parties de moule, ledit circuit comportant une pluralité de passages de tirage de vide débouchant dans la cavité de moulage (16), répartis sur la périphérie de cette cavité de moulage (16). 8. Procédé de moulage par infusion d'une pièce creuse, à l'aide d'un dispositif de moulage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant : - une étape d'ouverture de la cavité de moulage (16), par séparation des première (12) et seconde (14) parties de moule,- une étape de mise en place d'une armature de fibres (26) dans au moins l'une des première (12) et seconde (14) parties de moule, - une étape d'installation d'un moule souple (28) dans la cavité de moulage (16), - une étape de fermeture de la cavité de moulage (16), par assemblage des première (12) et seconde (14) parties de moule, de sorte que l'armature de fibres (26) entoure le moule souple (28), - une étape d'imprégnation de l'armature de fibres (26) par une résine introduite dans la cavité de moulage (16) à travers chaque canal d'introduction (18). 9. Procédé de moulage selon la revendication 8, à l'aide d'un dispositif de moulage (10) selon la revendication 6 ou 7, comportant, préalablement à l'étape d'imprégnation, une étape de mise au vide de la cavité de moulage (16), au cours de laquelle on réalise un tirage de vide à travers chaque passage de tirage de vide, de façon à enserrer l'armature de fibres (26) entre le moule souple (28) et les première (12) et seconde (14) parties de moule.15