Brevet FR3018728A1 — publié le 20150925

La présente invention concerne un outil utilisé dans le cadre de la polymérisation (ou consolidation) de pièces. La polymérisation de pièces consiste à construire un empilement en superposant des couches de fibres composites, à recouvrir de manière imperméable les couches ainsi superposées à l'aide d'une bâche, puis à placer l'ensemble dans un autoclave où il est soumis à une forte pression (classiquement de l'ordre de 7 bars) et à une haute température (classiquement de l'ordre de 200°C). Les fibres composites peuvent être préimprégnées de résine ou sèches, dans ce dernier cas, elles seront recouvertes de résine lors de la construction de l'empilement. Avant l'étape de polymérisation, l'empilement peut avoir été préformé aux dimensions finales de la pièce. La bâche est classiquement réalisée en polyamide et sa mise en place et son étanchéité sont assurées par des bandes de papier adhésif et des bandes de mastic qui sont déposées aux endroits appropriés. Du fait de la présence des bandes de papier adhésif et des bandes de mastic, la récupération de la pièce issue de la polymérisation s'effectue par destruction de la bâche. Une telle bâche est non seulement relativement difficile à mettre en place et à retirer après polymérisation, mais elle ne peut également être utilisée qu'une seule fois. Un objet de la présente invention est de proposer un outil utilisé dans le cadre de la polymérisation de pièces, à partir d'un empilement de fibres composites et comportant : - une base présentant un plateau rigide sur lequel l'empilement de fibres composites est déposé et, - un couvercle présentant une bâche souple, l'outil étant caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens d'accrochage comprenant : - une première bande d'accrochage qui est solidaire du plateau et qui prend la forme d'une boucle fermée entourant l'empilement de fibres composites, et - une deuxième bande d'accrochage qui prend la forme d'une boucle fermée et qui est solidaire de la bâche, - la première bande d'accrochage et la deuxième bande d'accrochage étant prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre, et en ce qu'il comprend également une prise d'air destinée à être reliée à une pompe à vide et qui débouche dans un volume de travail délimité par le plateau, la bâche et les première et deuxième bandes d'accrochages. Un tel outil permet donc de retirer la pièce de l'outil après sa polymérisation sans que l'outil et plus particulièrement la bâche qui assure l'étanchéité ne soit détruit. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 est une représentation schématique d'un outil selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Fig. 2 est une coupe selon le plan II de l'outil de la Fig. 1, et la Fig. 3 est une coupe similaire à celle de la Fig. 2 d'un outil selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La Fig. 1 montre un outil 100 utilisé dans le cadre de la polymérisation d'une pièce, à partir d'un empilement de fibres 50. L'outil 100 comporte une base 102, un couvercle 104 et des moyens d'accrochage 150. La base 102 présente un plateau 106 rigide sur lequel l'empilement de fibres composites 50 à polymériser est déposé. Le couvercle 104 présente une bâche 112 souple, par exemple en matériau silicone. Les moyens d'accrochage 150 comprennent une première bande d'accrochage 108, qui est solidaire du plateau 106 et qui prend la forme d'une boucle fermée destinée à entourer l'empilement de fibres 50 lorsqu'il est en place sur le plateau 106, et une deuxième bande d'accrochage 110, qui prend également la forme d'une boucle fermée et qui est solidaire de la bâche 112. La première bande d'accrochage 108 et la deuxième bande d'accrochage 110 sont prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. Deux bandes d'accrochage 108 et 110 s'accrochent de manière amovible, lorsqu'elles peuvent être solidarisées l'une avec l'autre puis désolidarisées sans que cela entraîne la destruction de l'une ou l'autre des bandes d'accrochage 108 et 110. La Fig. 2 montre une coupe selon un plan perpendiculaire au plateau 106 de l'outil 100 de la Fig. 1. L'outil 100 présente ainsi un volume de travail 202 qui est délimité par le plateau 106, la bâche 112, et les première et deuxième bandes d'accrochage 108 et 110. Ainsi l'empilement de fibres 50 est enfermé dans le volume de travail 202 entre le plateau 106 et la bâche 112 et l'ensemble outil-empilement de fibres peut être introduit dans une étuve ou un autoclave où il est soumis à une forte pression (classiquement de l'ordre de 7 bars) et à une haute température (classiquement de l'ordre de 200°C) pour réaliser la polymérisation (aussi appelée consolidation). L'étanchéité entre les deux bandes d'accrochage 108 et 110 assure l'étanchéité du volume de travail 202 lors de la polymérisation, et l'amovibilité des deux bandes d'accrochage 108 et 110 assure la possibilité de retirer la bâche 112 après polymérisation et sa possible réutilisation pour une polymérisation future. Pour assurer la mise sous vide du volume de travail 202, l'outil 100 comporte une prise d'air 122 destinée à être reliée à une pompe à vide et qui débouche dans le volume de travail 202. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 1, la prise d'air 122 est disposée sur la bâche 112, mais dans un autre mode de réalisation, elle pourrait être disposée sur le plateau 106. Les deux bandes d'accrochage 108 et 110 accrochées de manière amovible et de manière étanche garantissent l'étanchéité du volume de travail 202. Dans une variante de réalisation, les moyens d'accrochage 150 présentent un deuxième jeu de bandes d'accrochage 116 et 118. Le deuxième jeu comporte ainsi une troisième bande d'accrochage 116 qui est solidaire du plateau 106 et qui prend la forme d'une boucle fermée entourant la première bande d'accrochage 108, et une quatrième bande d'accrochage 118 qui est solidaire de la bâche 112 et qui prend la forme d'une boucle fermée entourant la deuxième bande d'accrochage 110. La troisième bande d'accrochage 116 et la quatrième bande d'accrochage 118 étant prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. L'outil 100 présente ainsi un volume inter-bandes 204 qui est délimité par le plateau 106, la bâche 112, et les quatre bandes d'accrochage 108 et 110, et 116 et 118. Pour assurer la mise sous vide du volume inter-bandes 204, l'outil 100 comporte une prise d'air auxiliaire 114 destinée à être reliée à une pompe à vide et qui débouche dans le volume inter-bandes 204. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 1, la prise d'air auxiliaire 114 est disposée sur la bâche 112 et débouche entre la deuxième bande d'accrochage 110 et la quatrième bande d'accrochage 118, mais dans un autre mode de réalisation, elle pourrait être disposée sur le plateau 106 et déboucher entre la première bande d'accrochage 108 et la troisième bande d'accrochage 116. Ainsi, l'étanchéité du volume de travail 202 est sécurisée. Pour assurer une meilleure évacuation de l'air lors de la mise sous vide, un tissu drainant est déposé sur le plateau 106 dans le volume inter-bandes 204 et le volume de travail 202. Pour réaliser la polymérisation, une plaque de contreforme 120 ("Caul plate" en Anglais) doit être placée sur l'empilement de fibres 50 à polymériser entre l'empilement de fibres 50 et la bâche 112. Cette plaque de contreforme 120 est étanche et garantit un état de surface de la pièce après polymérisation conforme aux exigences de l'application. La plaque de contreforme 120 peut être indépendante de l'outil 100, mais avantageusement, elle est fixée contre la face de la bâche 112 qui vient en regard de l'empilement de fibres 50 et à l'intérieur de la boucle définie par la deuxième bande d'accrochage 110. Dans le mode de réalisation de la Fig. 1, la plaque de polymérisation 120 est collée à la bâche 112. La première bande d'accrochage 108 et la troisième bande d'accrochage 116 prennent chacune la forme d'un profilé respectivement complémentaire du profilé formant la deuxième bande d'accrochage 110 et la quatrième bande d'accrochage 118. En référence à la Fig. 2, la première bande d'accrochage 108 et la troisième bande d'accrochage 116 prennent chacune la forme d'un profilé femelle présentant des mâchoires, et la deuxième bande d'accrochage 110 et la quatrième bande d'accrochage 118 prennent chacune la forme d'un profilé mâle, complémentaire du profilé semelle, sous forme d'un boudin prévu pour s'insérer et se fixer de manière amovible entre les mâchoires de la bande d'accrochage complémentaire. La Fig. 3 montre une coupe d'un outil 300 selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'outil 300 comporte des moyens d'accrochage 150 identiques à ceux décrits dans le premier mode de réalisation et des moyens de fixation 350 qui assurent la fixation étanche et amovible de la plaque de contreforme 320 à la bâche 312 permettant ainsi de séparer la plaque de contreforme 320 de la bâche 312. 301 8 72 8 5 L'outil 300 présente également le volume de travail 202 qui est délimité par le plateau 106, la bâche 312, et les première et deuxième bandes d'accrochage 108 et 110. A cette fin, les moyens de fixation 350 sont constitués d'une première bande de 5 fixation 352 solidaire de la plaque de contreforme 320 et qui prend la forme d'une boucle fermée cheminant le long des bords de la plaque de contreforme 320 et d'une deuxième bande de fixation 354 solidaire de la bâche 312 et qui prend également la forme d'une boucle fermée. La deuxième bande de fixation 354 est à l'intérieur d'un périmètre défini par la 10 deuxième bande d'accrochage 110. La première bande de fixation 352 et la deuxième bande de fixation 354 sont prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. Deux bandes de fixation 352 et 354 s'accrochent de manière amovible, lorsqu'elles peuvent être solidarisées l'une avec l'autre puis désolidarisées sans que cela entraîne la 15 destruction de l'une ou l'autre des bandes de fixation 352 et 354. La première bande de fixation 352 est fixée sur la face de la plaque de contreforme 320 qui est à l'opposé de l'empilement de fibres 50 et la deuxième bande de fixation 354 est fixée sur la face de la bâche 312 qui est orientée vers l'empilement de fibres 50. 20 Pour assurer une meilleure sécurité d'étanchéité, l'outil 300 présente un deuxième jeu de bandes de fixation 356 et 358. Le deuxième jeu comporte ainsi une troisième bande de fixation 356 qui est solidaire de la plaque de contreforme 320 et qui prend la forme d'une boucle fermée à l'intérieur de la première bande de fixation 352, et une quatrième bande de fixation 25 358 qui est solidaire de la bâche 312 et qui prend la forme d'une boucle fermée à l'intérieur de la deuxième bande de fixation 354. La troisième bande de fixation 356 et la quatrième bande de fixation 358 sont prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. L'outil 300 présente ainsi un deuxième volume inter-bandes 360 qui est délimité 30 par la plaque de contreforme 320, la bâche 312, et les quatre bandes de fixation 352 et 354, et 356 et 358. Pour assurer la mise sous vide du deuxième volume inter-bandes 360, l'outil 300 comporte une prise d'air supplémentaire 362 destinée à être reliée à une pompe à vide et qui débouche dans le deuxième volume inter-bandes 360. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 3, la prise d'air supplémentaire 362 est disposée sur la bâche 312 et débouche entre la deuxième bande de fixation 354 et la quatrième bande de fixation 358. La première bande de fixation 352 et la troisième bande de fixation 356 prennent chacune la forme d'un profilé respectivement complémentaire du profilé formant la deuxième bande de fixation 354 et la quatrième bande de fixation 358. Comme précédemment, dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 3, la première bande de fixation 352 et la troisième bande de fixation 356 prennent chacune la forme d'un profilé femelle présentant des mâchoires, et la deuxième bande de fixation 354 et la quatrième bande de fixation 358 prennent chacune la forme d'un profilé mâle, complémentaire du profilé semelle, sous forme d'un boudin prévu pour s'insérer et se fixer de manière amovible entre les mâchoires de la bande de fixation complémentaire. La dépression d'air générée dans le deuxième volume inter-bandes 360 permet d'assurer une adhésion entre la plaque de contreforme 320 et la bâche 312. Dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire que la bâche 312 couvre l'intégralité de la plaque de contreforme 320. La bâche 320 couvre la plaque de contreforme sur son périmètre uniquement et l'état de surface de la pièce issue de l'empilement de fibres 50 après polymérisation est amélioré. Préférentiellement, la bâche 112, 312 est en silicone et les deuxième et quatrième bandes d'accrochages ainsi que la deuxième bande de fixation sont moulées dans la bâche 112, 312. Avantageusement, la bâche 112, 312 intègre un film métallique noyé dans la bâche 112, 312. Ainsi, la manipulation de la bâche est facilitée. Pour faciliter la mise en place et la conformation de la bâche 112, 312, celle-ci peut être préformée selon les dimensions finales de la pièce à polymériser. REVENDICATIONS1) Outil (100, 300) utilisé dans le cadre de la polymérisation de pièces, à partir d'un empilement de fibres composites (50) et comportant : - une base (102) présentant un plateau (106) rigide sur lequel l'empilement de fibres composites (50) est déposé et, - un couvercle (104) présentant une bâche (112, 312) souple, l'outil (100, 300) étant caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens d'accrochage (150) comprenant : - une première bande d'accrochage (108) qui est solidaire du plateau (106) et qui prend la forme d'une boucle fermée entourant l'empilement de fibres composites (50), et - une deuxième bande d'accrochage (110) qui prend la forme d'une boucle fermée et qui est solidaire de la bâche (112, 312), - la première bande d'accrochage (108) et la deuxième bande d'accrochage (110) étant prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre, et en ce qu'il comprend également une prise d'air (122) destinée à être reliée à une pompe à vide et qui débouche dans un volume de travail (202) délimité par le plateau (106), la bâche (112) et les première et deuxième bandes d'accrochages (108, 110). 2) Outil (100, 300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (150) comportent en outre une troisième bande d'accrochage (116) solidaire du plateau (106) et prenant la forme d'une boucle fermée entourant la première bande d'accrochage (108), et une quatrième bande d'accrochage (118) solidaire de la bâche (112) et prenant la forme d'une boucle fermée entourant la deuxième bande d'accrochage (110), et en ce que la troisième bande d'accrochage (116) et la quatrième bande d'accrochage (118) sont prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. 3) Outil (100, 300) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une prise d'air auxiliaire (114) destinée à être reliée à une pompe à vide et débouchantdans un volume inter-bandes (204) délimité par le plateau (106), la bâche (112), et les quatre bandes d'accrochage (108, 110, 116, 118). 4) Outil (100, 300) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la première bande d'accrochage (108) et la troisième bande d'accrochage (116) prennent chacune la forme d'un profilé respectivement complémentaire du profilé formant la deuxième bande d'accrochage (110) et la quatrième bande d'accrochage (118). 5) Outil (100, 300) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de contreforme (120, 320) placée entre l'empilement de fibres (50) et la bâche (112) et à l'intérieur de la boucle définie par la deuxième bande d'accrochage (110). 6) Outil (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de contreforme (120) est collée à la bâche (112). 7) Outil (300) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (350) qui assurent une fixation étanche et amovible de la plaque de contreforme (320) et de la bâche (312). 8) Outil (300) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de fixation (350) sont constitués d'une première bande de fixation (352) solidaire de la plaque de contreforme (320) et prenant la forme d'une boucle fermée cheminant le long des bords de la plaque de contreforme (320) et d'une deuxième bande de fixation (354) solidaire de la bâche (312) et prenant la forme d'une boucle fermée, la première bande de fixation (352) et la deuxième bande de fixation (354) étant prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. 9) Outil (300) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième bande de fixation (356) solidaire de la plaque de contreforme (320) et prenant la forme d'une boucle fermée à l'intérieur de la première bande de fixation (352), et une quatrième bande de fixation (358) solidaire de la bâche (312) et prenant la forme d'une boucle fermée à l'intérieur de la deuxième bande de fixation (354), et en ce que la troisième bande de fixation (356) et la quatrième bande de fixation (358)sont prévues pour s'accrocher de manière amovible et de manière étanche l'une à l'autre. 10) Outil (300) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une prise d'air supplémentaire (362) destinée à être reliée à une pompe à vide et débouchant dans un deuxième volume inter-bandes (360) délimité par la plaque de contreforme (320), la bâche (312), et les quatre bandes de fixation (352, 354, 356, 358). 11) Outil (100, 300) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la première bande de fixation (352) et la troisième bande de fixation (356) prennent chacune la forme d'un profilé respectivement complémentaire du profilé formant la deuxième bande de fixation (354) et la quatrième bande de fixation (358).