Source: https://patents.google.com/patent/EP0865900A1/en
Timestamp: 2019-03-21 20:17:39+00:00
Document Index: 51681835

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EP0865900A1 - Process for manufacturing large size articles from composite material and propeller blade, namely for windmills, produced using such a method - Google Patents
Process for manufacturing large size articles from composite material and propeller blade, namely for windmills, produced using such a method Download PDF
EP0865900A1
EP0865900A1 EP98400530A EP98400530A EP0865900A1 EP 0865900 A1 EP0865900 A1 EP 0865900A1 EP 98400530 A EP98400530 A EP 98400530A EP 98400530 A EP98400530 A EP 98400530A EP 0865900 A1 EP0865900 A1 EP 0865900A1
EP98400530A
EP0865900B1 (en
Philippe Pallu De La Barriere
1997-03-12 Priority to FR9702919 priority Critical
1997-03-12 Priority to FR9702919A priority patent/FR2760681B1/en
1998-03-06 Application filed by Alternatives Energies filed Critical Alternatives Energies
1998-09-23 Publication of EP0865900A1 publication Critical patent/EP0865900A1/en
2002-06-12 Publication of EP0865900B1 publication Critical patent/EP0865900B1/en
The method moulds especially open- or closed composite sections of large dimensions. One or more thickness of mixed thread- or fibre materials (18), comprising thermoplastic and reinforcement, are placed in the mould (14, 16) together with an envelope. This is inflated on mould closure. Thus the material is flattened onto the wall of the mould. Heating under pressure to the thermoplastic melting temperature, impregnates the reinforcement. Cooling and extraction from the mould follow. The mould is two-part; one (14) being placed on the other (16). The material is inserted into the mould section (14) and a film of the thermoplastic is placed over it.
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce de grandes dimensions en matériau composite, telle qu'une pale d'hélice, et en particulier une pale d'éolienne. The invention relates to a method of manufacturing a piece of large-sized composite material, such as a propeller blade, in particular a wind turbine blade.
L'invention concerne également, de façon générale, toutes les pièces en matériau composite fabriquées par exécution de ce procédé et notamment des pièces tubulaires ou non tubulaires telles que des poutres, des ailes et des mâts, de grandes dimensions. The invention also relates, in general, all pieces of composite material manufactured by carrying out this method and in particular tubular or non-tubular parts such as beams, wings and masts of large dimensions.
De telles pièces sont difficiles, voire presque impossibles à réaliser par des procédés classiques de moulage par injection, le remplissage d'une cavité de moulage de grande longueur (par exemple de plus de 10 mètres) par une matière plastique injectée posant de sérieux problèmes techniques et nécessitant un outillage d'injection trop coûteux lorsqu'il s'agit de fabrications en petite série. Such parts are difficult or almost impossible to achieve by conventional injection molding methods, the filling of a large mold cavity length (e.g. more than 10 meters) by an injected plastic posing serious technical problems and requiring too costly injection tool when it comes to small batch manufacturing.
C'est pour cette raison qu'on a réalisé jusqu'à présent des pièces de grande taille, telles que des pales d'éolienne par exemple, par un procédé de moulage consistant à déposer dans un moule des couches successives de résine sur des couches successives de tissu de fibres de verre ou analogue, chaque couche de résine devant être polymérisée (à froid, au moyen d'un catalyseur) avant le dépôt de la couche suivante de résine, en raison du dégagement de chaleur provoqué par la polymérisation de la résine. That is why we have done so far of large parts such as wind turbine blades, for example, by a molding method comprising depositing in a mold successive layers of resin layers on successive fabric of glass fibers or the like, each layer of resin to be polymerized (cold, by means of a catalyst) prior to depositing the next layer of resin, due to heat generation caused by the polymerization of the resin. Cela oblige par exemple à déposer et à polymériser 10 couches de résine d'une épaisseur de 5 mm pour former une paroi d'une épaisseur de 50 mm. This requires for example to deposit and polymerize the resin layers 10 with a thickness of 5 mm to form a wall with a thickness of 50 mm. Dans ces conditions, la fabrication d'une pale d'éolienne de grande longueur (de 15 à 35 m environ) peut immobiliser un moule pendant 3 à 4 semaines. Under these conditions, the manufacture of a wind turbine blade of great length (15 to about 35 m) can immobilize a mold for 3 to 4 weeks.
De plus, si on utilise une résine bon marché telle qu'une résine polyester, il faut protéger le personnel contre les vapeurs toxiques dégagées par la résine pendant la fabrication de la pièce. In addition, when using such a cheap resin a polyester resin, protect personnel against toxic vapors from the resin during production of the play. On peut bien entendu utiliser une résine epoxy à la place d'une résine polyester pour supprimer les risques de pollution et de toxicité, mais au détriment du prix de revient, le coût des résines epoxy étant environ 5 fois plus élevé que celui des résines polyester. One can of course use a resin epoxy instead of polyester resin to remove the risk of pollution and toxicity, but at the expense of cost, the cost of epoxy resins is about 5 times higher than that of polyester resins .
Il est déjà connu, par exemple par le brevet US 5 037 599, de réaliser une pièce en matériau composite à partir d'un tissu de fils constitués d'un mélange de fibres de thermoplastique et de fibres de renforcement, ce tissu étant posé ou drapé dans un moule et thermoformé par application de chaleur et de pression, la chaleur faisant fondre le thermoplastique du tissu, et la pression le plaquant sur la paroi du moule. It is already known, for example by U.S. Patent 5,037,599, to produce a composite part from a son of fabric made of a mixture of thermoplastic fibers and reinforcing fibers, which fabric is placed or draped in a mold and thermoformed by application of heat and pressure, heat melting the thermoplastic fabric, and the flattening pressure on the mold wall. Toutefois, ce procédé connu ne permet pas la fabrication de pièces tubulaires. However, this known method does not allow the manufacture of tubular parts.
L'invention a notamment pour but d'éviter les inconvénients des procédés connus. The invention is in particular to avoid the disadvantages of known processes.
Elle a pour objet un procédé qui permette de fabriquer des pièces de grandes dimensions en trois à quatre fois moins de temps environ que les procédés précités, pour sensiblement le même prix que des pièces en résine polyester, mais sans aucun risque de pollution ou de toxicité. It relates to a method which allows to manufacture large parts in three to four times faster about the above processes, for substantially the same as parts of polyester resin, but without any risk of pollution or toxicity .
Elle propose, à cet effet, un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite, consistant à disposer dans un moule au moins une épaisseur d'un tissu de fils formés de fils ou de fibres de matière thermoplastique et de fils ou de fibres de renforcement, à placer une enveloppe gonflable sur le tissu dans le moule, à fermer le moule et à gonfler l'enveloppe pour plaquer le tissu sur la paroi du moule, à chauffer l'ensemble du moule et du tissu sous pression jusqu'à la température de fusion de la matière thermoplastique pour imprégner de cette matière les fils ou fibres de renforcement, à laisser refroidir et à démouler, caractérisé en ce que le moule étant réalisé en deux parties dont l'une est rabattable sur l'autre, on dispose le tissu à l'intérieur de chacune des parties du moule, on place un film de la matière thermoplastique précitée sur le tissu dans la partie rabattable du moule, on plaque le film et le tissu sur la paroi de cette partie du m It proposes for this purpose a method for manufacturing a composite material part, consisting in placing in a mold at least one ply of a fabric formed of son son or thermoplastic fibers and son or fibers building, placing an inflatable envelope on the cloth in the mold, closing the mold and inflating the envelope to press the fabric onto the wall of the mold, to heat the entire mold and pressurized to fabric the thermoplastic material melting to impregnate this material the son or reinforcing fibers, to cool and demoulding, characterized in that the mold is made in two parts one of which is hinged on the other, has the fabric within each part of the mold, placing a film of the said thermoplastic material to the fabric in the folding part of the mold, the plate film and the tissue on the wall of that part of the m oule par aspiration ou dépression, on rabat cette partie sur l'autre partie du moule et on chauffe sous pression comme précité. orthe by suction or depression, this portion is folded over the other portion of the mold and under pressure is heated as mentioned above.
On peut obtenir ainsi une pièce tubulaire de grandes dimensions en une seule opération de moulage et de chauffage, contrairement à la technique antérieure où il fallait procéder couche par couche. One can thus obtain a tubular piece of large dimensions in a single molding operation and heating, unlike the prior art where it was necessary to proceed layer by layer.
Par ailleurs, on n'a pas à polymériser la matière plastique au cours de ce procédé, il suffit de chauffer une matière thermoplastique déjà polymérisée. Moreover, no curing the plastic material during this process, it is sufficient to heat a previously polymerized thermoplastic.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on réalise le chauffage sous pression, dans une enceinte fermée qu'on alimente en gaz chaud sous pression (par exemple vapeur d'eau surchauffée ou air chaud sous pression). According to yet another feature of the invention, the pressurized heating is carried out in a closed chamber that supplies pressurized heated gas (e.g., superheated steam or hot air under pressure).
Le moule étant ouvert à l'une de ses extrémités longitudinales, la même pression régne à l'intérieur et à l'extérieur du moule et permet de répartir de façon homogène la matière plastique fondue autour des fils ou des fibres de renforcement et de réaliser une matrice homogène de matière plastique enrobant complètement les fils ou fibres de renforcement. The mold being open at one of its longitudinal ends, the same pressure prevails inside and outside of the mold and makes it possible to evenly distribute the molten plastic around the son or reinforcing fibers and achieve a homogeneous matrix of plastic material completely encapsulating the son or reinforcing fibers.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la matière plastique précitée est du polypropylène qui a l'avantage d'être bon marché et de ne pas dégager de gaz polluant ou nocif lorsqu'il est chauffé et fondu. According to another advantageous characteristic of the invention, said plastic material is polypropylene that has the advantage of being cheap and does not give off hazardous or harmful gas when heated and melted.
L'invention propose également une pale d'hélice, telle en particulier qu'une pale d'éolienne, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en deux parties, une partie avant ou amont et une partie arrière ou aval par rapport au sens de l'écoulement de fluide sur la pale quand elle est mise en rotation, ces deux parties étant réalisées par exécution du procédé décrit dans ce qui précède et fixées l'une sur l'autre par collage. The invention also provides a propeller blade, such as in particular a wind turbine blade, characterized in that it is made in two parts, a front or upstream portion and a rear or downstream relative to the direction of fluid flow over the blade when it is rotated, these two parts being made by performing the method described in the above and secured to one another by gluing.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la partie avant de la pale est en forme de caisson à section transversale fermée, et sa partie arrière est à section transversale ouverte, sensiblement en forme de V. In a preferred embodiment of the invention, the front portion of the blade is box-shaped closed cross section, and its rear portion has an open cross section, substantially V-shaped
Une pale d'éolienne selon l'invention peut avoir une longueur de 15 à 35 mètres environ et est fabriquée en une semaine environ, c'est-à-dire en 3 à 4 fois moins de temps que dans la technique antérieure. A wind turbine blade according to the invention may have a length of 15 to 35 meters and is manufactured in a week, that is to say 3 to 4 times less time than in the prior art. Elle peut en outre être réalisée en une matière thermoplastique bon marché, sans risque de pollution et de toxicité pour le personnel travaillant à la fabrication. It may also be made of a cheap thermoplastic, without risk of pollution and toxicity for staff working in manufacturing.
la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'une pale d'éolienne selon l'invention ; Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a wind turbine blade according to the invention;
la figure 2 représente schématiquement une première étape du procédé de moulage de la partie avant de la pale de la figure 1; 2 schematically shows a first step of the molding process of the front portion of the blade of Figure 1;
la figure 3 représente schématiquement une deuxième étape de ce procédé; 3 schematically shows a second stage of this process;
la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une extrémité de la pale de la figure 1, comportant une bride de fixation sur un rotor. Figure 4 is a schematic view in longitudinal section of one end of the blade of Figure 1, having a flange for fixing to a rotor.
On se réfère d'abord à la figure 1, qui est une vue en coupe transversale d'une pale d'éolienne selon l'invention. Referring first to Figure 1 which is a cross-sectional view of a wind turbine blade according to the invention.
Cette pale est formée de deux parties 10 et 12, la partie avant 10 ou partie amont par rapport au sens de l'écoulement de fluide sur la pale quand elle mise en rotation, étant en forme de caisson à section transversale fermée, tandis que la partie arrière 12 ou partie aval par rapport au sens de l'écoulement de fluide est sensiblement en forme de V en section transversale et constitue un carénage que l'on vient fixer par collage sur la face arrière ou face aval de la partie avant 10. This blade is formed of two parts 10 and 12, the front portion 10 or upstream relative to the direction of fluid flow on the blade when rotated, being box-shaped closed cross section, while the rear portion 12 or downstream portion relative to the direction of fluid flow is substantially V-shaped in cross section and constitutes a fairing which has just been fixed by gluing on the back or downstream face of the front portion 10.
Les deux parties 10 et 12 sont fabriquées en matière composite conformément au procédé selon l'invention dont les caractéristiques essentielles vont maintenant être décrites en référence aux figures 2 et 3, pour la fabrication de la partie avant 10 de la pale. The two parts 10 and 12 are made of composite material according to the method according to the invention whose essential features will now be described with reference to Figures 2 and 3, for the manufacture of the front part 10 of the blade.
On utilise dans le procédé selon l'invention un moule en deux parties 14, 16 (figure 2) dont l'une 14 est destinée à être rabattue sur l'autre 16, des moyens de manipulation (non représentés) étant prévus à cet effet. Is used in the process according to the invention a two-part mold 14, 16 (Figure 2) one of which 14 is intended to be folded on the other 16, manipulation means (not shown) being provided for this purpose .
Dans une première étape du procédé selon l'invention, les deux parties de moule 14, 16 sont dans la position représentée en figure 2, leur paroi interne étant orientée vers le haut, pour que l'on dépose à l'intérieur de chaque partie de moule une ou plusieurs couches d'un tissu souple dont les fils sont constitués d'un mélange de fils ou de fibres de matière plastique et de fils ou de fibres de renforcement, tels que des fibres de verre de préférence. In a first process step according to the invention the two mold parts 14, 16 are in the position shown in Figure 2, its inner wall being oriented upwards, to which is deposited within each part one or more layers of a flexible fabric mold whose son consist of a mixture of son or plastics fibers and son or reinforcing fibers such as preferably glass fibers.
Un tel tissu est actuellement disponible sur le marché, et est constitué de fils formés d'un mélange de fils ou de fibres de polypropylène et de fils ou des fibres de verre, ce tissu se présentant sous la forme d'une nappe de fils tissés et étant également disponible en multiplis. Such a fabric is currently available on the market, and is constituted by containing a son son or mixture of polypropylene fibers and son or glass fibers, this fabric is in the form of a woven ply son and is also available in plywood.
On dispose donc une ou plusieurs couches de ce tissu 18 à l'intérieur de chaque partie de moule 14, 16, le nombre de couches de tissu dépendant de l'épaisseur désirée de la paroi de la pièce à fabriquer, les couches de tissu 18 s'arrêtant au niveau des bords supérieurs de la partie 16 de moule et étant amincies au niveau de ces bords comme représenté en 20. Dans la partie rabattable 14 du moule, on laisse dépasser les bords des couches de tissu 18 au-delà des bords de la partie 14 de moule, en amincissant ces bords dépassants comme représenté en 22, puis on dépose sur les couches de tissu 18 un film 24 de la même matière thermoplastique que celle utilisée dans le tissu (du polypropylène), ce film 24 recouvrant les couches de tissu 18 déposées dans la partie de moule 14, les bords dépassants 22 de ces couches de tissu et les bords supérieurs 26 de la partie de moule 14. We therefore have one or more layers of this fabric 18 within each mold section 14, 16, the number of fabric layers depending on the desired thickness of the wall of the workpiece, the fabric layers 18 stopping at the upper edges of the portion 16 of the mold and being tapered at the edges as shown at 20. in the foldable part 14 of the mold is allowed to exceed the edges of the fabric layers 18 beyond the edges the portion 14 of mold, by thinning the edges protruding as shown at 22, and then is deposited on the fabric layers 18 a film 24 of the same thermoplastic material as that used in the fabric (polypropylene), the film 24 covering the fabric layers 18 deposited into the mold part 14, the protruding edges 22 of the fabric layers and the upper edges 26 of the mold part 14.
Par aspiration, on crée une dépression entre la paroi interne du moule 14 et le film 24, ce qui a pour effet de plaquer les couches de tissu 18 et le film 24 sur la paroi interne de la partie de moule 14 et de rigidifier les bords 22 des couches de tissu 18. By suction, a vacuum is created between the inner wall of the mold 14 and the film 24, which has the effect of pressing the fabric layers 18 and the film 24 on the inner wall of the mold part 14 and to stiffen the edges 22 fabric layers 18.
On dispose ensuite dans la partie de moule 16, sur les couches de tissu 18, une enveloppe ou vessie gonflable 28 réalisée en une matière élastiquement déformable et extensible telle qu'un élastomère (par exemple un silicone) présentant des caractéristiques souhaitées de résistance mécanique et de tenue en température. then arranged in the mold part 16, the fabric layers 18, an envelope or inflatable bladder 28 made of an elastically deformable and extensible material such as an elastomer (e.g. silicone) having the desired characteristics of mechanical strength and of temperature resistance.
Un mandrin ou un noyau quelconque (non représenté) peut être placé à l'intérieur de cette enveloppe ou vessie 28, pour éviter son affaissement complet lorsqu'elle est disposée sur le tissu 18 de la seconde partie de moule 16. A mandrel or any core (not shown) may be placed inside the envelope or bladder 28, to avoid its complete collapse when disposed on the fabric 18 of the second mold part 16.
Le moule est ensuite fermé, par rabattement de la partie 14 sur la partie 16, les rebords 26 des deux parties de moule étant maintenus appliqués l'un sur l'autre comme représenté en figure 3 par des moyens de tout type approprié, tels que ceux schématisés en 30. The mold is then closed by folding the portion 14 of the part 16, the flanges 26 of the two mold parts are held pressed one upon the other as shown in Figure 3 by means of any suitable type, such as those schematically at 30.
A cette occasion, l'enveloppe 28 peut être gonflée au moins partiellement, pour maintenir les couches de tissu 18 en place à l'intérieur des parties de moule 14, 16. On this occasion, the casing 28 may be inflated at least in part, to maintain the fabric layers 18 in place within the mold parts 14, 16.
Ensuite, le moule est amené dans une enceinte de chauffage et de cuisson 32 du type autoclave pour soumettre à un chauffage sous pression la matière thermoplastique du tissu 18 et du film 24. Then, the mold is brought into a heating chamber and cooking 32 of the autoclave type for subjecting to a pressurized heating the thermoplastic material of the fabric 18 and the film 24.
On précisera, à titre d'exemple, que la température et la pression à l'intérieur de l'enceinte 32 peuvent être de l'ordre de 170°C et de 2 bars respectivement, cette température étant suffisante pour provoquer la fusion du polypropylène, la pression répartissant le polypropylène fondu autour des fils ou des fibres de verre du tissu 18. It will be specified, for example, that the temperature and pressure inside the enclosure 32 may be of the order of 170 ° C and 2 bars respectively, said temperature being sufficient to melt the polypropylene the pressure distributing the molten polypropylene around the son or glass fibers of the fabric 18.
La durée de séjour du moule 14, 16 dans l'enceinte 32 est par exemple de l'ordre de 5 heures. The residence time of the mold 14, 16 in the chamber 32 is for example of the order of 5 hours. Le chauffage de cette enceinte peut être réalisé avec de la vapeur d'eau surchauffée ou bien avec de l'air chaud, la pression étant alors fournie par un compresseur externe à l'enceinte 32. Ce gaz sous pression sert aussi à gonfler l'enveloppe 28. Heating said enclosure can be carried out with superheated steam or with hot air, the pressure then being provided by an external compressor to the chamber 32. This pressurized gas is also used to inflate the casing 28.
Des trous d'évent sont formés dans les parties 14, 16 du moule pour permettre l'expulsion de l'air emprisonné dans le tissu 18. vent holes are formed in the portions 14, 16 of the mold to allow the expulsion of air trapped in the fabric 18.
Il suffit ensuite de sortir le moule 14, 16 de l'enceinte 32, de laisser refroidir jusqu'à une température de l'ordre de 40°C, et d'ouvrir le moule pour démouler la partie avant 10 ou partie amont de la pale d'éolienne. It then suffices to release the mold 14, 16 of the enclosure 32, allowed to cool to a temperature of about 40 ° C, and to open the mold for demoulding the front portion 10 or upstream portion of the wind turbine blade.
Les bords en saillie 22 des couches de tissu 18 de la partie de moule 14 ont été appliqués et soudés sur les bords amincis 20 des couches de tissu 18 de la partie de moule 16 et ont réalisé automatiquement la soudure des deux moitiés de la partie avant 10 de la pale. The protruding edges 22 of the layers of fabric 18 of the mold part 14 have been applied and welded to the tapered edges 20 of the fabric layers 18 of the mold part 16 and automatically carried out the welding of the two halves of the front portion 10 of the blade.
En variante, on peut ne pas former de bords en saillie 22 sur les couches de tissu 18 de la partie de moule 14 et utiliser à la place une bande du tissu 18 qui s'étend sur toute la périphérie de la jonction entre les deux moitiés de la partie avant 10 de la pale et qui est appliquée sur des bords amincis des couches de tissu 18, en étant maintenue en place par le film 24 et l'enveloppe gonflable 28. Alternatively, it is possible not to form projecting edges 22 of the fabric layers 18 of the mold part 14 and use instead a band of fabric 18 which extends over the entire periphery of the junction between the two halves of the front portion 10 of the blade and which is applied to the tapered edges of the fabric layers 18, being held in place by the film 24 and the inflatable envelope 28.
Cette partie avant 10 est donc moulée d'une seule pièce et présente de ce fait des caractéristiques mécaniques notablement supérieures à celles des pales d'éolienne que l'on fabriquait selon les procédés de la technique antérieure décrits dans ce qui précède. This front portion 10 is thus molded in one piece and has therefore the mechanical characteristics considerably higher than those of wind turbine blades that were manufactured according to the prior art processes described in the foregoing.
La partie arrière ou partie aval 12 de la pale est fabriquée de la même façon : The rear portion or downstream portion 12 of the blade is manufactured in the same manner:
On dispose des couches de tissu 18 dans un moule à section transversale en V, on place une vessie gonflable en silicone dans ce moule, on le ferme au moyen d'une paroi rapportée et on le place dans l'enceinte 32 pour la fusion du polypropylène et l'imprégnation des fils ou des fibres de verre par le polypropylène fondu. It has tissue layers 18 in a mold cross-section V, an inflatable bladder is placed in silicone into the mold, it is closed by means of an insert wall and placed in the chamber 32 for melting polypropylene and impregnation of son or glass fibers by the molten polypropylene.
L'assemblage des deux parties 10 et 12 est réalisé par collage, à température ambiante, les bords arrière de la partie amont 10 présentant de moulage un décrochement formant logement des bords avant 34 (figure 1) de la partie aval 12. The assembly of the two parts 10 and 12 is made by gluing, at room temperature, the rear edges of the upstream portion 10 having a molding edges forming housing recess 34 before (Figure 1) of the downstream portion 12.
La pale d'éolienne ainsi réalisée peut avoir une longueur comprise entre 15 et 35 mètres environ et un poids de plusieurs tonnes. The wind turbine blade thus produced may have a length between 15 and 35 meters and a weight of several tonnes. L'épaisseur de sa paroi est typiquement de 50 mm environ. The wall thickness is typically about 50 mm.
Pour sa fixation sur un rotor d'éolienne, une extrémité de la partie avant 10 est réalisée (figure 4) de moulage avec une bride annulaire 36 formée par un rebord annulaire des couches de tissu 18 plaquées contre un rebord annulaire 38 des parties de moule 14, 16, l'enveloppe ou vessie gonflable 28 présentant également un rebord annulaire 40 plaqué sur le rebord annulaire 38 des parties de moule 14 et 16, avec interposition d'une matière d'étanchéité 42 entre les rebords 38 et 40 précités. For attachment to a wind turbine rotor, one end of the front portion 10 is formed (Figure 4) integrally molded with an annular flange 36 formed by an annular rim of the fabric layers 18 pressed against an annular flange 38 of the mold parts 14, 16, the envelope or inflatable bladder 28 also having an annular flange 40 pressed against the annular flange 38 of the mold parts 14 and 16 with the interposition of a sealing material 42 between the flanges 38 and 40 cited above.
Après démoulage, il suffit de percer des trous dans le rebord 36 de la partie avant 10 de la pale pour fixer celle-ci au moyen de boulons sur le rotor de l'éolienne. After demoulding, it is sufficient to drill holes in the flange 36 of the front portion 10 of the blade to secure it by means of bolts on the wind turbine rotor.
On évite ainsi l'usage d'une bride métallique indépendante qu'il faudrait fixer par collage sur l'extrémité de la pale. This avoids the use of an independent metallic flange should be fixed by gluing on the end of the blade.
Bien entendu, l'invention est applicable non seulement à la fabrication de pales d'éolienne comme décrit et représenté, mais également à la fabrication de toutes pièces en matière composite et présente de sérieux avantages par rapport aux techniques concurrentes dans le cas de fabrication de petites séries. Of course, the invention is applicable not only to the manufacture of wind turbine blades as shown and described, but also to manufacture all parts of composite material and has serious advantages over competing techniques in the case of manufacturing small series.
Procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite, en particulier d'une pièce de grandes dimensions à section transversale ouverte ou fermée, consistant à disposer dans un moule (14, 16) au moins une épaisseur d'un tissu (18) dont les fils sont constitués d'un mélange de fils ou de fibres de matière thermoplastique et de fils ou de fibres de renforcement, à placer une enveloppe gonflable (28) sur le tissu (18) dans le moule (14, 16), à fermer le moule et à gonfler au moins partiellement ladite enveloppe pour plaquer le tissu (18) sur la paroi du moule (14, 16), à chauffer l'ensemble moule-tissu sous pression jusqu'à la température de fusion de la matière thermoplastique pour imprégner de cette matière les fils ou fibres de renforcement, à laisser refroidir et à démouler, caractérisé en ce que, le moule étant réalisé en deux parties dont l'une (14) est rabattable sur l'autre (16), on dispose le tissu à l'intérieur de chacune des parties du moule, on A method of manufacturing a composite material part, in particular a part of large open or closed cross-section, consisting in placing in a mold (14, 16) at least one ply of a fabric (18), the son consist of a mixture of son or thermoplastic fibers and son or reinforcing fibers, in placing an inflatable envelope (28) over the fabric (18) in the mold (14, 16) to close the mold and inflating said envelope at least partially to press the fabric (18) on the mold wall (14, 16) for heating the pressurized assembly mold fabric up to the melting temperature of the thermoplastic material for impregnate this material the son or reinforcing fibers, to cool and demoulding, characterized in that the mold is made in two parts one of which (14) is hinged on the other (16), the available tissue within each part of the mold, place un film (24) de la matière thermoplastique précitée sur le tissu (18) dans la partie rabattable (14) du moule, on plaque le film et le tissu sur la paroi de cette partie du moule par aspiration ou dépression, on rabat cette partie (14) sur l'autre partie du moule et on chauffe sous pression comme précité. up a film (24) of the said thermoplastic material over the fabric (18) in the folding portion (14) of the mold, presses the film and the fabric on the wall of this portion of the mold by suction or depression, is folded this portion (14) on the other part of the mold and under pressure is heated as mentioned above.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise le chauffage sous pression, dans une enceinte fermée (32) alimentée en gaz chaud sous pression, et on fait régner la même pression et la même température à l'intérieur et à l'extérieur du moule (14, 16). A method according to claim 1, characterized in that it is carried out heating under pressure in a closed chamber (32) fed with hot gas under pressure, and a reign the same pressure and the same temperature to the inside and outside the mold (14, 16).
Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans une des parties (14, 16) du moule, on fait dépasser une bande (22) de tissu hors du moule, on ferme le moule et on applique cette bande (22) sur le tissu (18) disposé dans l'autre partie du moule, par gonflage de l'enveloppe (28). A method according to claim 1 or 2, characterized in that, in one part (14, 16) of the mold, is made to exceed a strip (22) of fabric from the mold, the mold is closed and the strip is applied (22 ) on the fabric (18) arranged in the other part of the mold by inflating the envelope (28).
Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans une des parties (14, 16) du moule, on dispose une bande de tissu (18) sur les bords des couches de tissu (18) placées dans cette partie du moule en laissant dépasser cette bande, on ferme le moule et on applique cette bande de tissu sur le tissu disposé dans l'autre partie du moule, par gonflage de l'enveloppe (28). A method according to claim 1 or 2, characterized in that, in one part (14, 16) of the mold, there is a strip of fabric (18) on the edges of the fabric layers (18) placed in this part of the mold leaving exceed this band, closing the mold and applying the strip of fabric on the fabric disposed in the other part of the mold by inflating the envelope (28).
Procédé selon une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on gonfle l'enveloppe (28) au moyen du gaz chaud sous pression alimentant l'enceinte (32). Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that inflates the envelope (28) by means of pressurized hot gas supplied to the chamber (32).
Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière thermoplastique du tissu (18) est du polypropylène. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoplastic tissue (18) is polypropylene.
Pale d'hélice, en particulier pale d'éolienne, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en deux parties, une partie avant (10) ou partie amont et une partie arrière (12) ou partie aval par rapport au sens de l'écoulement de fluide sur la pale quand elle est mise en rotation, ces deux parties étant fabriquées par exécution du procédé décrit dans l'une des revendications précédentes et fixées l'une sur l'autre par collage. Propeller blade, in particular wind turbine blade, characterized in that it is made in two parts, a front part (10) or upstream portion and a rear portion (12) or downstream portion relative to the direction of the fluid flow over the blade when it is rotated, these two parts being made by performing the method described in any of the preceding claims and secured to one another by gluing.
Pale selon la revendication 7, caractérisée en ce que sa partie avant (10) est en forme de caisson à section transversale fermée. Blade according to Claim 7, characterized in that its front part (10) is shaped closed cross-section box.
Pale selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que sa partie arrière (12) est à section transversale ouverte, sensiblement en V. Blade according to Claim 7 or 8, characterized in that its rear part (12) has an open cross section, substantially V
Pale selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend de moulage, à une extrémité, une bride (36) de fixation sur un rotor, cette bride étant formée par un rebord du tissu (18) précité. Blade according to one of claims 7 to 9, characterized in that it comprises molding, at one end, a flange (36) for fixing to a rotor, said flange being formed by an edge of the fabric (18) supra.
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