Brevet FR3003262A1 — publié le 20140919

La présente invention concerne un procédé de fabrication de composants légers. De tels composants légers sont de plus en plus utilisés dans l'industrie, étant 5 donné que ce sont des composés qui s'appliquent aussi bien à des constructions très légères que très stables et durables. Les domaines d'application de tels composants légers s'étendent à toutes les branches de l'industrie dans lesquelles de fortes contraintes pèsent sur les produits, en particulier l'industrie aéronautique, l'industrie automobile, l'aérospatiale, la fabrication d'équipements sportifs, la io technique orthopédique, l'électrotechnique et la construction de machines électriques. En ce qui concerne la construction de machines, une application particulièrement préférée réside dans la fabrication de pales de rotor pour les éoliennes. 15 En particulier, de tels composants légers se présentent sous forme de matières plastiques renforcées en fibres, les matières plastiques en particulier renforcées en fibres de verre et renforcées en fibres de carbone jouissant notamment d'une plus grande popularité. Le principe de construction de ces matériaux réside dans le fait que des couches de fibres à base de différents matériaux possibles sont 20 dotées d'un duromère ou d'une matière similaire, en particulier trempées. En fonction de l'application, différents duromères peuvent être utilisés, il est aussi aisément possible d'avoir recours à d'autres matériaux, comme par exemple la céramique. On utilise notamment de la résine époxy en tant que duromère, laquelle est fabriquée par un mélange de résine et d'une substance de 25 durcissement et sert d'adhésif entre les fibres utilisées dans le composite. Lors du processus de fabrication, le mélange de résine et de durcisseur constitue un élément essentiel du procédé, qui est crucial pour la qualité du produit obtenu. Ce n'est que par un malaxage complet et uniforme des matériaux qu'une couche 30 de matières plastiques homogène peut être garantie, laquelle constitue une condition préalable nécessaire à la durabilité exigée pour les produits obtenus. En cas d'homogénéité insuffisante du matériau, des dépôts de durcisseur ou de résine non malaxé(e) peuvent être présents, ce qui a pour conséquence une dureté insuffisante du matériau par endroits. De cette manière apparaissent des points de rupture au niveau desquels les produits obtenus ne présentent pas une stabilité et une charge admissible suffisantes. En particulier, lors de la fabrication de pièces de grandes dimensions, comme par exemple les pales de rotor des éoliennes, les parties défaillantes, dont les propriétés insuffisantes ne peuvent être constatées qu'après la fabrication, sont à io l'origine de coûts extrêmes qui doivent être évités. Il est également indispensable de se pencher sur un malaxage uniforme de la résine et du durcisseur. Le processus de mélange peut ici se dérouler de différentes manières, les éduits pouvant être acheminés en parallèle à des machines spéciales ou alors constitués 15 en plusieurs étapes, donc lors d'une phase d'amalgame et d'une phase de mélange. Dans le procédé à plusieurs étapes, un amalgame des composants adhésifs résine et durcisseur s'effectue en malaxant ces composants, donc en les amalgamant, et ainsi en les mettant en position pour qu'ils puissent ensuite réagir ensemble lors de la phase de mélange. Cela peut également se produire à une 20 pression et une température élevées. La réaction de durcissement commençant notamment avant que la phase d'amalgame soit complètement terminée, des dépôts de résine ou de matériau durcisseur non mélangés peuvent être présents, de sorte qu'il est impératif de terminer complètement le processus d'amalgame avant le démarrage du processus de réaction. 25 L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication de composants légers qui garantit un amalgame complet des composants légers, qui est simple, fait gagner du temps, est non destructif et économique et permet par conséquent en même temps de fabriquer des composants légers avec une grande 30 qualité constante. Il est prévu selon l'invention de rassembler tout d'abord lors d'une première étape les composants adhésifs résine et durcisseur et le cas échéant d'autres composants tels que des pigments, des matières de remplissage et des additifs et 5 de les amalgamer lors d'une phase d'amalgame. Cela s'effectue dans ou en aval d'un mélangeur, les températures d'amalgame et pression d'amalgame appropriées étant tout d'abord choisies de sorte qu'aucune réaction chimique entre les différents composants ne soit effectuée ou qu'elle ne soit effectuée que sous contrôle. Le malaxage des composants adhésifs est ici surveillé à l'aide d'un 10 appareil de mesure proche infrarouge (NIR) en aval du mélangeur, qui détecte l'homogénéité du produit d'amalgame. Cela peut par exemple être effectué en partant tout d'abord du principe qu'il n'y a pas d'homogénéité au moment où démarre l'amalgame. Au cours de l'amalgame 15 des composants adhésifs, l'appareil de mesure proche infrarouge générera en continu des instantanés du spectre actuel par le biais d'une fenêtre dans un écran ou d'un adaptateur du mélangeur. Une comparaison des spectres générés les uns après les autres permet d'établir si une modification du spectre a lieu sur plusieurs instantanés. Dans la mesure où il n'y a initialement aucune homogénéité, ce qui 20 se produit au moment de l'addition des composants adhésifs par le biais d'un déclenchement explicite, par exemple par le biais d'un ordinateur industriel utilisé, il se produit tout d'abord de fortes variations des instantanés dans le cadre de l'amalgame, lesquelles variations diminuent à mesure que l'amalgame progresse. Dès qu'une différence de plusieurs instantanés successifs ne dépasse plus une 25 valeur limite, une homogénéité est supposée. Ici, il est nécessaire que l'ordinateur industriel, par exemple, détermine une quantification de la différence entre deux instantanés. La préservation du mélange de concentrations ou une analyse conventionnelle des composants peuvent également être effectuées via un contrôle du spectre final avec une comparaison de spectres standard. 30 Dès l'obtention de l'homogénéité nécessaire, un signal correspondant est généré via l'appareil de mesure proche infrarouge, la transformation pouvant être démarrée ou arrêtée à cette signalisation. Dans le cas d'un amalgame préalable, une procédure est par conséquent lancée, dans laquelle le signal peut être envoyé soit directement à un ordinateur industriel, qui lance le processus de mélange dès réception du signal, soit au personnel d'exploitation qui prévoit les étapes nécessaires à cet effet. La phase de mélange a alors lieu généralement dans d'autres conditions cadres que la phase io d'amalgame précédente, en particulier à une pression et une température accrues. En particulier, afin d'obtenir un bon résultat de mélange il est souhaité qu'un mélangeur à cisaillement soit utilisé pour le malaxage. Le cas échéant, les moyens de production doivent également être remplacés après la phase d'amalgame pour le malaxage à suivre. 15 Alors que pour la phase d'amalgame notamment, l'homogénéité de l'amalgame revêt une importance cruciale, la concentration des constituants à l'aide de l'appareil de mesure proche infrarouge, en particulier lors du mélange ultérieur, peut également avoir de l'importance. Dans le cadre du mélange, de nouveaux 20 constituants font leur apparition, dans la mesure où la résine et le durcisseur ainsi que les autres composants adhésifs ajoutés réagissent ensemble. Lors de la phase de mélange, non seulement l'homogénéité du mélange peut donc être renouvelée mais, le cas échéant, la concentration des différents constituants à l'intérieur du mélange peut en outre être détectée. A cet effet, on peut utiliser soit 25 le même appareil de mesure proche infrarouge soit faire appel à un ou plusieurs autres appareils de mesure proche infrarouge. Ici aussi la phase de mélange ne prend fin qu'une fois qu'a été atteinte une valeur limite de l'homogénéité ou une valeur limite de la concentration de certains constituants à l'intérieur du mélange. 30 En conclusion, l'adhésif prémélangé est mis en contact avec le composite de fibres et ainsi la finalisation de la fabrication des composants légers respectifs est initiée. Après le durcissement de l'adhésif, que ce soit à température ambiante ou dans le cadre d'étapes de procédé supplémentaires comme par exemple dans un autoclave, la fabrication des composants légers peut alors, dans l'ensemble, être finalisée. L'invention qui vient d'être décrite propose également un procédé de fabrication de composants légers, dans lequel lors de la phase de fabrication de l'adhésif à lier avec le composite de fibres la phase d'amalgame est tout d'abord surveillée en ce qui concerne l'homogénéité du mélange avant que la phase de mélange ou io phase de réaction ne démarre suite à une signalisation correspondante via un appareil de mesure proche infrarouge, qui est utilisé pour mesurer l'homogénéité. Ainsi, un mélange uniforme et donc une grande qualité de l'adhésif obtenu sont garantis et le risque de fabriquer des composants légers finis avec un matériau défectueux sous forme de dépôts de matériaux non mélangés est réduit. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de composants légers, comprenant les étapes de rassemblement de composants adhésifs, de mélange des composants adhésifs amalgamés lors d'une phase de mélange à une pression de mélange et à une température de mélange et de liaison du mélange avec un composite de fibres, dans lequel pendant la phase mélange io l'homogénéité du mélange est surveillée à l'aide d'un appareil de mesure proche infrarouge, l'appareil de mesure proche infrarouge déclenche une signalisation lorsqu'une valeur limite de l'homogénéité du mélange est atteinte et la liaison du mélange avec le composite de fibres est initiée seulement après la signalisation de l'appareil de mesure proche infrarouge. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant la phase de mélange un amalgame des composants adhésifs a lieu lors d'une phase d'amalgame à une pression d'amalgame et à une température d'amalgame, dans lequel pendant la phase d'amalgame l'homogénéité de l'amalgame 20 est surveillée à l'aide du même ou d'un deuxième appareil de mesure proche infrarouge, l'appareil de mesure proche infrarouge déclenche une signalisation lorsqu'une valeur limite de l'homogénéité de l'amalgame est atteinte et la phase de mélange est initiée seulement après la signalisation de l'appareil de mesure proche infrarouge. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les concentrations des constituants du mélange sont surveillées à l'aide du même ou d'un deuxième appareil de mesure proche infrarouge pendant la phase de mélange et la phase de mélange est terminée seulement après 30 qu'une valeur limite de la concentration en adhésifs a été atteinte. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en tant que composants adhésifs sont utilisés de la poudre de résine et des durcisseurs, ainsi qu'au besoin des pigments, des matières de remplissage et des additifs, lesquels sont combinés à une pression idéale déterminée lors de la phase d'amalgame et sont mélangés à une pression idéale déterminée lors de la phase de mélange. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange est réalisé au moyen d'un mélangeur à cisaillement. 6. Utilisation d'un appareil de mesure proche infrarouge pour la constatation de l'homogénéité d'un amalgame de poudre de résine et de durcisseurs, ainsi qu'au besoin de pigments, de matières de remplissage et d'additifs pendant l'amalgame. 7. Utilisation d'un appareil de mesure proche infrarouge pour la constatation de l'homogénéité d'un mélange de poudre de résine et de durcisseurs, ainsi qu'au besoin de pigments, de matières de remplissage et d'additifs pendant le mélange. 8. Utilisation d'un appareil de mesure proche infrarouge pour la constatation des concentrations des constituants d'un mélange de poudre de résine et de durcisseurs, ainsi qu'au besoin de pigments, de matières de remplissage, d'additifs et des produits de mélange formés pendant le 25 mélange.