INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par ailleurs, les deux extrémités libres des deux languettes sont espacées l’une de l’autre d’une distance comparable, sensiblement inférieure. Elles sont par exemple espacées l’une de l’autre d’une distance comprise entre 8 mm et 9 mm, cette distance étant typiquement de 8,63 mm dans l’exemple illustré.
De manière conventionnelle, le matériau, notamment à matrice thermodurcissable, est introduit dans un outillage qui a été préalablement chauffé, ceci afin de minimiser les cycles de fabrication.
Une pré-cuisson peut par ailleurs être réalisée sur le matériau avant de l’insérer dans l’outillage afin de réduire au minimum la viscosité de la résine lors de la phase de mise en pression dans l’outillage et, ainsi, d’éviter d’expulser la résine hors de l’outillage durant cette phase.
Lorsque les pièces en matériau composite à fabriquer sont de formes complexes et/ou présente de nombreux plis, la manipulation des préformes pour les disposer dans le moule de fabrication s’avère être une opération délicate, que cette opération soit effectuée manuellement ou robotisée.
En particulier, le positionnement dans le moule des différents éléments constitutifs d’une préforme est une tâche longue et délicate puisqu’il faut positionner de manière précise les différents éléments les uns après les autres. Lorsque des premiers éléments de préforme sont mis en place dans le moule et que d’autres éléments de préforme sont en cours de positionnement, la résine commence déjà à polymériser sur les premiers éléments mis en place.
Ce phénomène peut impacter le bon déroulement du procédé de fabrication par thermocompression dans la mesure où, pour fabriquer une pièce de bonne qualité, le niveau d’avancement (degré de polymérisation)/viscosité de la résine lors de l’application de la pression doit être contrôlé de manière précise.
En particulier, la fabrication de pièces de formes complexes et/ou qui comportent de nombreux plis occasionnera un gradient d’avancement/viscosité de la résine au cours de la fabrication dans le moule.
Au vu de ce qui précède il serait donc intéressant de concevoir un procédé permettant de remédier au moins en partie aux inconvénients exposés ci-dessus lors de la fabrication d’une pièce en matériau composite à matrice thermodurcissable renforcée par des fibres longues discontinues.
A cet effet, le présent exposé concerne un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite à matrice thermodurcissable renforcée par des fibres longues discontinues, comprenant les étapes suivantes : assemblage de nappes de fibres longues discontinues imprégnées d’un polymère thermodurcissable dans un moule à température comprise entre 0°C et 60°C pour former une préforme complexe ; fermeture du moule ; application d’un cycle de chauffe au moule afin de réduire la viscosité du polymère thermodurcissable, la différence maximale de température entre deux points quelconques du moule étant inférieure ou égale à 15°C ; application d’une pression dans le moule lorsque la viscosité du polymère thermodurcissable est comprise entre 10 et 1000 Pa.s.
Un tel procédé permet de réaliser par thermocompression des pièces de formes complexes qui sont difficiles à démouler, sans qu’il n’y ait de gradient thermique dans la préforme de ces pièces lors de la mise en moule. En particulier, la fabrication débute avec une préforme complexe (la forme de la préforme est complexe au sens où il s’agit d’une préforme que l’on ne peut pas insérer dans un outillage déjà chaud en un nombre restreint d’opérations ou bien en un temps limité ; il ne s’agit généralement pas d’une forme géométrique simple en trois dimensions telles qu’une sphère, un cube, un parallélépipède…) dans un moule froid. On notera qu’une préforme complexe peut par exemple être composée de plusieurs parties indépendantes ou bien une préforme dont la forme vis-à-vis du moule empêcherait son insertion d’un seul bloc. La fabrication se poursuit par une montée en température du moule afin de réduire la viscosité du polymère thermodurcissable, permettant ainsi de piloter la mise en pression de la matière dans le moule en fonction du profil rhéo-cinétique. En d’autres termes, l’application d’une pression est réalisée à partir d’une valeur de viscosité prédéterminée, ce qui conduit à un fluage maîtrisé de la matière dans le moule, permettant ainsi d’obtenir des propriétés de matériau homogènes dans l’épaisseur de la matière et par zone et qui sont stables. L’avantage des fibres discontinues est leur capacité à fluer dans l’outillage. Une préforme précise n’est donc pas nécessaire. Cependant, le fluage peut être maîtrisé en appliquant la pression à la matière lorsque cette dernière possède le bon niveau de viscosité afin de ne pas cisailler la matière ou séparer les fibres de la résine (polymère thermodurcissable). On notera qu’il est possible d’avoir des éléments de préforme assemblés à l’extérieur de l’outillage et introduits ensuite dans l’outillage pour former la préforme.
Selon d’autres caractéristiques possibles, prises isolément ou en combinaison : - la pression est appliquée lorsque la viscosité du polymère thermodurcissable est inférieure ou égale à 500 Pa.s, préférentiellement inférieure ou égale à 100 Pa.s ; -le procédé comprend une étape de pré-polymérisation du polymère thermodurcissable afin d’augmenter la viscosité minimale du polymère thermodurcissable ; -les nappes de fibres longues discontinues comprennent des fibres d’une longueur supérieure ou égale à 10mm ; -les nappes de fibres longues discontinues sont des fibres de carbone, de verre ou d’aramide ; -le polymère thermodurcissable est choisi parmi une résine époxy, polyuréthane, polyester, phénolique, BMI (polybismaléimide) ; -la température maximale du cycle de chauffe est supérieure ou égale à 150°C, de préférence supérieure ou égale à 180°C ; -la pression appliquée s’étend de 20 à 200bars ; -la préforme complexe comprend un assemblage dans le moule de plusieurs éléments qui résultent chacun de l’assemblage préalable hors du moule de nappes de fibres longues discontinues imprégnées d’un polymère thermodurcissable.
La est une vue générale en perspective d’un exemple de pièce de forme complexe qui peut être réalisée par un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l’invention ;
La est une vue générale schématique d’une installation de fabrication d’une pièce en matériau composite de forme complexe selon un mode de réalisation de l’invention ;
La est une vue générale schématique analogue à celle de la et montrant un moyen différent d’application de pression différenciée;
La est une vue générale schématique analogue à celle de la et montrant un autre moyen différent d’application de pression différenciée;
La est un logigramme représentant les étapes d’un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite de forme complexe selon un mode de réalisation de l’invention ;
est une vue schématique de côté montrant un véhicule automobile électrique selon l’invention ;
est une vue schématique de dessous du véhicule automobile électrique selon l’invention ;
est une vue schématique de dessous du véhicule automobile électrique selon l’invention conformément à une première variante d’exécution ;
est une vue schématique partielle de dessous du véhicule automobile électrique selon l’invention conformément à une deuxième variante d’exécution ;
est une vue schématique de détail de l’invention conformément à la deuxième variante d’exécution représentée sur la ; et,
est une vue schématique de détail de l’invention conformément à la deuxième variante d’exécution représentée sur la .
La montre, de côté et schématiquement, les contours d’un véhicule automobile électrique 10 muni des équipements conforment à l'invention.
Aussi le véhicule s’inscrit dans un repère orthogonal X, Y, Z, dans lequel l’axe X s’étend selon une direction longitudinale avant-arrière du véhicule automobile, orienté vers l’arrière ; l’axe Y s’étend selon une direction transversale du véhicule, orienté de la gauche vers la droite ; et l’axe Z s’étend selon une direction verticale, orienté à l’opposé du sol.
Ainsi, le véhicule automobile 10 comporte une structure de plateforme 12 sur laquelle est installée une carrosserie 14. Cette structure de plateforme 12 est usuellement mise en œuvre pour la fabrication des véhicules automobiles électriques traditionnels.
Aussi, la structure de plateforme 12 présente une partie avant 16 opposée à une partie arrière 18. La partie avant 16 est équipée d'un groupe motopropulseur incluant un moteur électrique 20.
En outre, la structure de plateforme 12 présente un plancher 22 lequel s'étend de la partie avant 16, jusque dans la partie arrière 18. Le plancher 22 délimite notamment, un habitacle 24 d'un soubassement 26.
Dans l'habitacle 24, on trouve une rangée de sièges avant 28 et une rangée de sièges arrière 30 s'étendant, par définition, à l'arrière des sièges avant 28. Et on désigne « le rang un » l'espace défini par la rangée de sièges avant 28 et « le rang deux » l'espace défini par la rangée de sièges arrière 30.
Par ailleurs, à l’arrière du rang deux, au droit de la partie arrière 18, se situe un coffre 31 du véhicule automobile 10.
En outre, la structure de plateforme 12 présente un premier logement 32 situé sous la partie centrale du plancher 22, au droit du rang un et un deuxième logement 34 situé au droit du rang deux 30, derrière le premier logement 32.
On observera que la hauteur du deuxième logement 34 est sensiblement supérieur à la hauteur du premier logement 32. En revanche, le premier logement 32, s’étend selon la direction longitudinale -X, vers la partie avant 16, sur une longueur bien supérieure à celle sur laquelle s’étend le deuxième logement 34. Par exemple, le premier logement 32 s’étend sur une longueur plus de trois fois supérieure à celle du deuxième logement 34.
Ainsi, le premier logement 32 reçoit une batterie d'accumulateurs 36 qui s'étend dans tout l'espace libre défini par le premier logement 32. La batterie d'accumulateurs 36 est alors couplée électriquement au moteur 20 du groupe motopropulseur au moyen d'une première connexion électrique 38.
La est un graphe illustrant l’évolution avec la température de la viscosité d’une résine époxy avec et sans pré-cuisson.
Description détaillée L’invention trouve une application particulièrement intéressante dans la fabrication par thermocompression de pièces en matériau composite de formes complexes à matrice thermodurcissable renforcée par des fibres longues discontinues.
De telles pièces peuvent s’appliquer dans de nombreux secteurs industriels tels que l’aéronautique, l’automobile, le ferroviaire… Plus particulièrement, les pièces susceptibles d’être fabriquées peuvent être appliquées à des moteurs d’aéronef, des trains d’atterrissage ou des nacelles et il peut, par exemple, s’agir de redresseurs de flux, de capotages, de grilles d’inverseur de poussée, de panneaux acoustiques, de panneaux structuraux…
La est une vue générale schématique en perspective de dessus d’une grille 10 d’inverseur de poussée d’un réacteur d’aéronef susceptible d’être fabriquée par un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l’invention qui va être décrit ci-après.
La grille G comprend, de manière générale, une pluralité de longerons L parallèles, espacés les uns des autres et reliés entre eux par des aubes ou ailettes A qui s’étendent chacune transversalement entre deux longerons consécutifs. Les ailettes sont espacées longitudinalement les unes des autres entre deux longerons consécutifs de manière à ménager, dans l’espace formé entre les longerons et les ailettes, des cavités à travers lesquelles un flux d’air d’inversion de poussée peut s’écouler lors de la mise en opération de la grille. La grille comporte deux brides amont B1 et aval B2 respectivement agencées à ses deux extrémités longitudinales opposées et servent à monter la grille sur la nacelle du réacteur.
Comme représenté à la et désigné par la référence générale notée 10, une installation de fabrication de pièces en matériau composite de formes complexes selon un mode de réalisation de l’invention va maintenant être décrite. Pour des raisons de simplicité, la pièce qui va être fabriquée dans l’installation selon le procédé précité a une forme complexe mais qui est toutefois plus simple que celle de la grille G de la . Une forme de préforme est complexe au sens où il s’agit d’une préforme que l’on ne peut pas insérer dans un outillage déjà chaud en un nombre restreint d’opérations ou bien en un temps limité comme déjà mentionné plus haut. De manière générale, il s’agit d’une forme qui, par définition n’est pas une forme géométrique simple telle qu’une sphère, un cube, un parallélépipède, etc. Au contraire, une forme complexe est une forme dont une projection dans au moins un plan comporte par exemple au moins une concavité ou portion rentrante (angle rentrant) dans la surface formée par son contour. La pièce peut d’ailleurs avoir une telle projection dans plusieurs plans. On notera que les descriptions de l’installation et du procédé qui vont suivre s’appliquent bien évidemment à toute pièce de forme complexe.
L’installation 10 comprend un moule comportant deux parties, à savoir un outillage ou coiffe supérieur 12 et un outillage ou coiffe inférieur 14 (pour un outillage servant à réaliser une grille comme celle de la , l’outillage comporte en outre deux parties mobiles dans le plan de la grille). Chacun des outillages comprend une surface interne qui est conformée de manière adaptée pour que, lorsque les deux outillages sont amenés l’un contre l’autre comme sur la et que le moule est ainsi fermé, les deux surfaces internes en regard des deux parties d’outillage qui présentent chacune un relief forment, conjointement, le contour ou l’enveloppe d’une cavité fermée 15 interne au moule et qui va loger la pièce à fabriquer. Le contour de la cavité définit le contour externe de la future pièce.
Dans l’exemple illustré sur la , la pièce présente une section suivant une vue dans un plan X, Z qui a une allure générale d’un T couché dont la barre 16 est disposée sensiblement verticalement (suivant l’axe Z) et la jambe 18 est disposée sensiblement horizontalement. On notera que la jambe 18 n’est toutefois pas rectiligne et est légèrement incurvée avec son extrémité libre 18a relevée vers le haut (en direction de l’outillage 12) et une partie centrale 18b dirigée vers le bas (en direction de l’outillage 14). La pièce s’étend également suivant une troisième direction Y perpendiculaire au plan de la en conservant, par exemple, la forme générale de la section illustrée sur la . Toutefois, l’allure de la pièce suivant la direction Y peut adopter également une forme complexe.
Les deux parties de moule (outillages supérieur et inférieur) sont disposées ici suivant un axe vertical Z, l’un au-dessus de l’autre. Toutefois, d’autres agencements dans l’espace peuvent être envisagés et, par exemple, un agencement dans lequel les deux parties de moule sont agencées suivant un axe horizontal (la disposition de la est tournée de 90°).
L’installation 10 comporte également deux éléments chauffants 20 et 22 qui se présentent sous la forme de plateaux chauffants, l’un supérieur 20 disposé au-dessus de l’outillage supérieur 12 et en contact avec ce dernier afin d’optimiser le transfert thermique entre ces deux éléments, et l’autre inférieur 22, disposé en-dessous de l’outillage inférieur 14 et en contact avec ce dernier pour les mêmes raisons. Les dimensions suivant l’axe longitudinal X des plateaux chauffants sont ici supérieures aux dimensions des outillages car les plateaux chauffants sont généralement ceux de la presse utilisée pour la mise en compression.
Un dispositif de mise en compression suivant l’axe Z qui est classiquement utilisé dans ce type d’installation fait partie de l’installation 10 (presse mentionnée ci-dessus et dont font partie les plateaux chauffants) et est utilisé pour appliquer, au moment approprié, une pression axiale à la matière présente dans la cavité 15. D’autres dispositifs de mise en compression suivant d’autres axes peuvent également être utilisés. Les figures 2B et 2C illustrent respectivement des moyens différents d’application de pression différenciée : sur la les axes suivant lesquels sont appliquées les pressions sont différents (ici perpendiculaires entre eux) alors que sur la les axes de compression sont parallèles.
Le procédé de fabrication de la pièce selon un mode de réalisation de l’invention est représenté à la sous la forme d’un logigramme et débute par une première étape S1 d’ouverture du moule. En pratique, l’un des outillages, notamment l’outillage supérieur 12, est écarté de l’outillage inférieur 14 suivant l’axe Z pour permettre l’accès au fond de la cavité qui est aménagé ici dans l’outillage inférieur 14.
Lors de cette étape le moule est « froid » au sens où il est seulement à une température inférieure à la température autorisée pour une manipulation manuelle et qui n’entraine pas d’évolution rapide de la résine (polymérisation). Dans le cas présent, il est par exemple chauffé et la température du moule est, par exemple, limitée à 60°C.
Au cours de l’étape suivante S2, des fibres longues discontinues, par exemple en carbone (alternativement en verre ou en aramide), imprégnées d’un polymère thermodurcissable tel qu’une résine thermodurcissable, par exemple une résine époxy, sont positionnées à l’intérieur de la cavité 15 du moule de manière à garnir le fond de la cavité en épousant les parois (surfaces internes des outillages) de celle-ci qui forment son contour. Lors de cette étape on réalise en pratique un assemblage dans le moule, suivant une ou plusieurs couches, de nappes de ces fibres longues discontinues imprégnées pour former une préforme complexe. Ces nappes sont par exemple obtenues par découpage à partir d’un rouleau de fibres longues discontinues imprégnées. Compte tenu de la température du moule (0-60°C), le polymère thermodurcissable des premières nappes mises en place dans le moule n’est pas susceptible de commencer à se polymériser lors de cette étape alors que toutes les nappes n’ont pas encore été assemblées. On notera que les matières en nappe présentent une certaine tenue mécanique. Il est donc possible de disposer les blocs d’outillage autour de la préforme, notamment au-dessus. L’ensemble est introduit sous un plateau presse qui vient positionner l’ensemble.
On peut également avoir une préforme simplifiée sur l’une des faces (la face supérieure) et compter sur le fluage de la matière pour venir conformer les formes sur la partie supérieure
Alternativement, des éléments ou parties de la préforme peuvent être conformées ou assemblés hors du moule (chaque élément ou partie est préalablement formé par l’assemblage hors du moule de nappes de fibres longues discontinues imprégnées d’un polymère thermodurcissable) et y être introduits après afin de consolider/assembler entre eux ces éléments ou parties et ainsi constituer la préforme souhaitée.
Le terme " β-hydroxyacide " est censé signifier, selon la présente invention, un acide carboxylique ayant un groupe fonctionnel acide carboxylique et un groupe fonctionnel hydroxy séparés par deux atomes de carbone.
Les β-hydroxyacides appropriés incluent acide salicylique, acide propionique, acide β-hydroybutyrique, acide β-hydroxy-β-méthylbutyrique, carnitine, leurs dérivés et leurs combinaisons.
Préférentiellement, le β-hydroxyacide est choisi parmi l'acide salicylique et son dérivé de formule :
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le β-hydroxyacide peut être préférentiellement un ayant une fraction salicylique, y compris : acide salicylique, acide acétylsalicylique, acide capryloyl salicylique, acide 5-n-décanoylsalicylique, acide 5-n-dodécanoylsalicylique, acide 5﻿-n-octylsalicylique, acide 5-n-heptyloxysalicylique, acide 4-n-heptyloxysalicylique, acide 5-tert-octylsalicylique, acide 3﻿-tert-butyl-5-méthylsalicylique, acide 3-tert-butyl-6-méthylsalicylique, acide 3,5, diisopropylsalicylique, acide 5﻿-butoxysalicylique, acide 5-octyloxysalicylique, acide 5-﻿propanoylsalicylique, acide 5-n-hexadécanoylsalicylique, acide 5-n-oléoylsalicylique, acide 5-benzoylsalicylique, leurs sels monovalents et divalents, et leurs mélanges. On peut préférer, par exemple, l’acide salicylique, l’acide acétylsalicylique et l’acide capryloyl salicylique.
Des exemples non limitatifs d’autres β-hydroxyacides utiles incluent l’acide β-hydroxypropionique, l’acide β-hydroxybutyrique, l’acide β-hydroxy β-méthylbutyrique, la carnitine, l’acide lipohydroxy, l’acide 3-hydroxy valérique, et un mélange de ceux-ci.
Le composant D) peut être présent dans la composition selon la présente invention en une quantité allant de 0,1 à 30 % en poids, de 0,5 à 15 % en poids, ou de 1 à 8 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Composant E), agent basifiant organique La composition selon la présente invention peut comprendre au moins un agent de correction du pH (correcteur de pH). Comme agent de correction du pH, au moins un agent acidifiant et/ou au moins un agent basifiant (agent alcalin) peuvent être utilisés, préférentiellement un agent basifiant (agent alcalin).
Entre autres, l’agent basifiant organique doit être utilisé préférentiellement comme composant E), en plus des composants A) à D) et simultanément à ceux-ci, aux fins de l’invention. Les agents basifiants organiques peuvent être choisis parmi les amines organiques ayant un pKb à 25°C inférieure à 12, préférentiellement inférieure à 10, et de manière encore plus avantageuse inférieure à 6. Il convient de noter qu’il s’agit du pKb correspondant à la fonction de plus grande basicité. De plus, les amines organiques ne comprennent aucune chaîne grasse alkyle ou alcényle comprenant plus de dix atomes de carbone.
L’agent basifiant organique peut être choisi, par exemple, parmi les alcanolamines, éthylènediamines oxyéthylénées et/ou oxypropylénées, acides aminés et composés amine de formule (III) ci-dessous : (III)
Un quatrième exemple de réalisation est représenté sur la qui diffère du deuxième exemple précédemment décrit par le fait que les moteurs 33, 53 ne sont pas reçus dans le carter commun 7.
Au contraire, les moteurs 33, 53 sont agencés de part et d’autre du groupe de pompage 1. Le moteur 33 est situé à une extrémité de la première pompe à vide 3 opposée au carter commun 7, et le moteur 53 est situé à une extrémité de la deuxième pompe à vide 5 opposée au carter commun 7. Chaque moteur 33, 53 est donc disposé à une extrémité du groupe de pompage 1, par exemple en bas pour la première pompe à vide 3 et en haut pour la deuxième pompe à vide 5, selon l’orientation de la .
Les autres caractéristiques sont similaires au deuxième exemple de réalisation et ne sont pas décrites de nouveau.
Ainsi, le carter commun 7 du groupe de pompage 1 selon l’un ou l’autre des exemples de réalisation recevant un ou plusieurs éléments fonctionnels des pompes à vide 3, 5, tels que les moteurs 33, 53, les paliers 9a, 9b, 13a, 13b, les engrenages 11, 15, et/ou un dispositif commun pour les deux pompes à vide 3, 5, par exemple pour la régulation thermique ou la lubrification, permet de réduire l’encombrement du groupe de pompage 1, et notamment de minimiser la hauteur du groupe de pompage 1 dans le cas de pompes à vides 3, 5 verticales.
VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UNE TURBOMACHINE EQUIPEE D’UN GENERATEUR ET D’UN REDUCTEUR ET PROCEDE SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L’invention se rapporte au domaine des dispositifs et systèmes de turbogénérateur du type à cycle de turbine à gaz, intégrés à un véhicule.
L'intégration du turbogénérateur dans un véhicule électrique présentes des difficultés. En effet, le régime moteur des turbomachines est généralement très élevé, souvent supérieur à 100.000 RPM. Pour convertir la rotation de la turbomachine en énergie électrique, il faut une machine électrique spécifique.
En outre, cette intégration nécessite d’utiliser un système électronique de puissance spécifique, non disponible facilement, pour traiter de la haute fréquence et réaliser une ondulation à une tension acceptable par la batterie du véhicule.