EP2087156B1 - Tissage tridimensionnel surfacique - Google Patents

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EP2087156B1
EP2087156B1 EP20070821822 EP07821822A EP2087156B1 EP 2087156 B1 EP2087156 B1 EP 2087156B1 EP 20070821822 EP20070821822 EP 20070821822 EP 07821822 A EP07821822 A EP 07821822A EP 2087156 B1 EP2087156 B1 EP 2087156B1
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EP
European Patent Office
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face
threads
weaving
web
thread
Prior art date
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EP20070821822
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Xavier Legrand
Mathieu Piana
Georgi Tsarvarishki
Julien Charles
Philippe Blot
Dominique Guittard
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Airbus Operations SAS
Original Assignee
Airbus Operations SAS
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
    • D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
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    • Y10T442/3569—Woven fabric layers impregnated with a thermosetting resin

Definitions

  • the invention relates to the weaving in one go of volume elements composed of two-dimensional walls organized in different planes.
  • the method according to the invention thus allows the production of planar fabrics arranged directly in a three-dimensional shape.
  • the invention finds particular application in the production of folds at one or more closed corners, and in the weaving of fragile and / or abrasive fibers, in particular the fibers used in reinforcing fabrics of composite material, such as carbon.
  • all the woven fabrics comprise an interlacing of yarns divided into two categories: the "warp threads” are threads parallel to the edges of the fabric, and they are crisscrossed, in a pattern called “armor”, with a perpendicular series of "Weft threads”.
  • the simplest armor consists of an alternation in which each weft thread passes successively above and below a warp, with a shift from one frame to another ("plain weave").
  • the warp yarns 2 are firstly wound on the same support, the "beam” 3, parallel to each other and over a width that will correspond to the width of the fabric 1; a “creel” is used to facilitate this operation in the case of fragile materials, but has a significant footprint.
  • the weft thread 4 will be passed between the warp threads 2, each passage corresponding to a "pick”.
  • the web 2 'of warp threads 2 may be prepared (for example by gluing) in order to increase its mechanical strength, in particular to friction.
  • each pick is facilitated by making a "crowd" 5 in the web 2 ', that is to say by raising or lowering some warp threads 2 relative to the others, so that a space angular passage 5 is created.
  • the warp threads 2 are retracted into heddles 6, which will undergo the movement perpendicular to the ply 2 'resulting from the beam 3.
  • Various mechanisms (frame, Jacquard) allow to create crowds according to the required armor.
  • the insertion of the pick 4 can be done by various methods.
  • An old conventional method comprises the projection, across the web, of a shuttle 7, a tool that holds a bobbin 8, the latter containing a winding of a certain length of weft yarn 4.
  • the braiding can be used: it allows to make parts directly in hollow form on a suitable mandrel. More simply, circular weaving machines have been developed, which allow the realization of tubular structures; however, this solution is only suitable for cylindrical shapes without sharp corners, such as jute bags.
  • the structures are in fact made flat, sometimes by a Jacquard mechanism, and then deployed to become voluminal. This obtaining then requires a shaping seam.
  • a corner of trunk classic 10 illustrated in Figure 2A , comprises for example three two-dimensional walls 12, 14, 16, substantially planar, forming a trirectangular trihedral angle (of the "half-cube” type) at a corner 18.
  • a reinforcing textile preform of this structure 10 can not, however, existing machines only from a "flat” version of the walls, illustrated in Figure 2B , and through a seam between at least two faces.
  • a weaving method for obtaining three-dimensional structures according to the preamble of claim 1 is known from JP 06264325 A .
  • An elementary fold according to the preamble of claim 10 is known from WO 2007/055877 A2 - document under Article 54 (3) EPC.
  • One of the objects of the invention aims to overcome this drawback of existing weaving processes and to allow the production of woven monoblock pieces comprising at least a trihedral angle.
  • the invention also relates to a method as claimed in claim 1.
  • a reinforcing ply type structure for trunk corner which is of geometry close to metal fittings with three orthogonal or more existing planes, is produced: the continuity of reinforcing textile fibers between two adjacent planes is ensured.
  • a pick can serve both weft yarn and warp yarn.
  • This new weaving technique makes it possible to ensure the continuity of the warp threads and the continuity of the weft threads between the different faces constituting the three-dimensional fold.
  • the weaving will be done simultaneously on two plies, created respectively by the primary warp son and the secondary warp son, according to a non-rectilinear insertion of the weft yarn: the yarns working initially in weft (inserted threads) then work in a chain (son forming the crowd).
  • the invention thus relates to a method of weaving an object whose three-dimensional shape is obtained by arrangement of surface walls comprising a closed corner, that is to say a shape extracted from a hexahedron, the method allowing continuity of the weaving threads between the walls and at the corner.
  • a first face of the structure extracted from a hexahedron to be woven is chosen to be woven initially, and the corresponding ply of warp threads is put in place, the weaving being carried out as usual, with the exception of that the inserted weft yarns are extended on one side of the web, or both sides, to form webs of yarns which will serve as secondary warp yarns.
  • the weaving will be performed on the initial web and the (the) secondary web (s), with change of direction of the pick to form an angle (s).
  • the pick will be inserted in two, three or four sides of the first face. Parallel to the passage of the pick, there is a shift of the first face relative to the plane formed by the warp plies, for example depression by pushing on a surface close to the edges, preferably perpendicular to this plane for a structure resulting from of a rectangular parallelepiped. The shift is made each time a pick has made a complete "run" around the first face, possibly offset at the end of weaving thereof.
  • the weavings and offsets can be made in any orientation and weave, and in particular with a right-angle weave fabric, with vertical offset, particularly if a trihedral angle is chosen, so as to weave a trirectangle trihedral angle with son continuity.
  • the weft yarn is continuous for weaving the entire object.
  • the invention relates to an elementary fold made by the foregoing method, as claimed in independent claim 10.
  • the invention relates to a woven elementary ply comprising at least three faces interconnected by edges to form a closed corner, and whose weave wefts are continuous in the faces and at the edges, preferably parallel at the edges and the weft thread is continuous for weaving the entire object.
  • the fold according to the invention may be a trirectangle trihedral angle, and in particular serve as reinforcement fabric for the manufacture of a composite trunk corner after resin injection; it can also be a half parallelepiped, whose cut can for example generate a trihedral angle serving as a reinforcement for a corner of trunk.
  • the invention also relates to such a corner of trunk.
  • the method according to the invention is based on the shift, during the weaving phase, of the part 2 already woven with respect to the web 2 'of warp yarns; preferably, the offset is made in a direction perpendicular to the web, advantageously downwards for horizontal weaving.
  • the method according to the invention relates to the weaving of a trunk corner 10 illustrated in FIG. figure 2 , that is to say a trirectangle trihedral angle comprising three orthogonal planes 12, 14, 16 connected along three edges 10x, 10y, 10z, of respective lengths X, Y, Z, which compete at a junction point or corner 18, forming a reference to three axes x, y, z.
  • a trirectangle trihedral angle comprising three orthogonal planes 12, 14, 16 connected along three edges 10x, 10y, 10z, of respective lengths X, Y, Z, which compete at a junction point or corner 18, forming a reference to three axes x, y, z.
  • Flat and "bursting" along an edge 10z this shape corresponds to a bracket comprising three portions 12, 14, 16 rectangles corresponding to the three faces of the trihedral angle. It is clear that other angles can be chosen.
  • a web 20 of warp yarns 22 is put in place to form this part of the square, for example the face 12 along the plane x, y: the width X of the web 20 corresponds to that of one of the edges 10x.
  • the web 20 is formed of a single continuous warp 22.
  • the weaving is initially performed to form the first face 12: figure 3A .
  • the weft thread (“primary") 24 is inserted successively above and below the warp threads 22; this is advantageously achieved by forming a suitable crowd.
  • the realization of one of the other two faces 16 is provided.
  • the weft yarns 24 used to form the first face 12 at the edges of the web 20 they extend on one side of a length d greater than that of the edge 10z connecting the others. faces 14, 16; the extension of the weft son 24 is coupled to a frame 26 which allows to keep them in position.
  • the same weft thread 24 serves for weaving the entire first face 12, and the weft son 24 are coupled to the frame 26 by means of hooks 28 which they turn.
  • figure 3B comprising a first woven face 12 at right angles to an x, y plane, surrounded by the warp yarns 22 oriented along the x axis and of a predetermined length, and extended on a second side for a length d by weft yarns 24 advantageously, the same weft yarn 24 is used, and there is continuity at each of the ends, that is to say at the level of the frame 26 and the free edge of the face 12 opposite the future edge 10y.
  • this step is carried out by pushing on a surface covering at least the edge of the edges 10x, 10y of the first face 12 and preferably its entire surface.
  • the depth of lowering is a function of the reduction in armor (that is, the number of son per cm), for example 1 ⁇ 4 cm for a reduction of 4 threads / cm. This allows for optimized placement of yarns working in the z direction during weaving.
  • the offset thus comprises a component orthogonal to the x, y plane of the first face 12 and webs 20, 30, and it may be performed before the passage of the secondary pick or once it passed.
  • the secondary pick 32 is inserted in a shed formed in one of the two sheets 20, 30, namely here between the primary warp threads 22, in a direction where it reaches the corner 18 between the two .
  • the same continuous weft yarn 32 with the yarn 24 used to make the face 12 is used. It is possible, although not mandatory, to pack the pick 32 once passed on this second face 14.
  • the weft thread 32 is of a residual length after this first passage sufficient to form the second pick. Indeed, the weft thread 32 is then crisscrossed with the other ply 30 which is at a defined angle of the preceding one. Here again, possibly, there could be packing of the pick 32 on the already woven face 12.
  • the first woven face 12 is shifted in height, or lowered, before passage of the secondary pick 32: for example, a pushing means is positioned on the face 12 at the end of his weaving, at the level of the step represented in figure 3B shifting the face 12 of the plies 20, 30 by a height corresponding to the reduction of the weave, then passing the secondary pick 32 in the sheets 20, 30 overhanging, and then the cup.
  • This embodiment may be preferred in the crowd formation mode and the predefined angle at the edges.
  • an elementary fold 40 represented in figure 3E in which three orthogonal faces 42, 44, 46 to one another are connected at three edges 40x, 40y, 40z forming a wedge 48 are woven, the weave 50 being parallel to the edges 40x, 40y , 40z and the son of the frame 50 being continuous between the faces 42, 44, 46.
  • a structure 60 comprising a base 62 and three continuous orthogonal faces 64, 66, 68. This is particularly advantageous for making trunk corners 10: the formed structure 60 is then cut in two parallel to the two opposite faces 64, 68 so as to form two trihedral angles 70, 70 ': see figure 5 .
  • the same option is offered for a half-parallelepiped with four faces and a base.
  • the weft yarn 24, 32 be continuous from the beginning of the weaving process to the end.
  • insertion of the pick is mechanized, with the presence of an insertion system comprising a shuttle, or a system based on it, to ensure the continuity of the wire.
  • the tamping comb of each pick is unitary for the different faces, so as to proceed once the entire angle achieved.
  • the parallel orientation of the weft yarns with respect to the first face is optimized.
  • an elementary fold 40 for trunk corner 10 according to the figure 2 has been manufactured, in which the dimensions are of the order of 400 x 220 x 200 mm, with a carbon wire comprising 6000, 12000 and 24000 filaments
  • the method according to the invention one obtains a wedge, or several, whose thread can be continuous, thanks to a non straight.
  • This is particularly advantageous because the existing three-dimensional machines manufacture only "volume” (cubic, cylindrical) or profiled (T, H, E, ...) shapes: here, it is a matter of producing a three-dimensional shape with two-dimensional walls .
  • this system meets the needs in terms of continuity of wire.
  • the movement along the z axis allows to marry the shapes of the three-dimensional fold, which greatly facilitates its manufacture during its weaving phase.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Braiding, Manufacturing Of Bobbin-Net Or Lace, And Manufacturing Of Nets By Knotting (AREA)
  • Looms (AREA)

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • L'invention concerne le tissage en une fois d'éléments volumiques composés de parois bidimensionnelles organisées selon des plans différents. Le procédé selon l'invention permet ainsi la réalisation de tissus plans arrangés directement selon une forme tridimensionnelle. Grâce au procédé selon l'invention, il est possible de s'affranchir des coutures, ou autre moyen de solidarisation, dans la fabrication d'éléments tissés à plusieurs parois, du type comprenant un ou plusieurs angles trièdres.
  • L'invention trouve une application particulière dans la réalisation de plis à un ou plusieurs coins fermés, et dans le tissage de fibres fragiles et/ou abrasives, notamment les fibres utilisées dans les tissus de renfort de matériau composite, comme le carbone.
    • ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
  • Le tissage est utilisé depuis la plus haute antiquité pour réaliser des tissus à base de fibres organisées sous forme de fils. En dépit de la mécanisation et de l'automatisation du procédé ou de son utilisation pour des textiles dits « techniques », par exemple comme renforts de matériaux composites, le procédé de tissage actuel repose sur les mêmes bases qu'alors et, en tant que tel, a peu évolué.
  • De fait, tous les textiles tissés comprennent un entrelacement de fils divisés en deux catégories : les « fils de chaîne » sont des fils parallèles aux lisières du tissu, et ils sont entrecroisés, selon un schéma dénommé « armure », avec une série perpendiculaire de « fils de trame ». L'armure la plus simple consiste en une alternance dans laquelle chaque fil de trame passe successivement au dessus et en dessous d'un fil de chaîne, avec un décalage d'une trame à l'autre (« armure toile »).
  • Pour réaliser un tissage 1, tel que schématisé sur la figure 1, les fils de chaîne 2 sont tout d'abord enroulés sur un même support, « l'ensouple » 3, parallèlement entre eux et sur une largeur qui correspondra à la laize du tissu 1 ; un « cantre » est utilisé pour faciliter cette opération dans le cas de matériaux fragiles, mais possède un encombrement notable. Le fil de trame 4 sera passé entre les fils de chaîne 2, chaque passage correspondant à une « duite ». Selon le type de vecteur de duite, la nappe 2' de fils de chaîne 2 peut être préparée (par exemple par encollage) afin d'augmenter sa résistance mécanique, notamment au frottement.
  • Le passage de chaque duite est facilité par la réalisation d'une « foule » 5 dans la nappe 2', c'est-à-dire en montant ou baissant certains fils de chaîne 2 par rapport aux autres, de sorte qu'un espace de passage angulaire 5 est créé. Pour créer la foule 5, les fils de chaîne 2 sont rentrés dans des lisses 6, qui subiront le mouvement perpendiculaire à la nappe 2' issue de l'ensouple 3. Différents mécanismes (à cadre, Jacquard) permettent de créer les foules selon l'armure requise.
  • L'insertion de la duite 4 peut se faire par différents procédés. Un procédé classique ancien comprend la projection, en travers de la nappe, d'une navette 7, outil qui maintient une canette 8, cette dernière contenant un enroulement d'une certaine longueur de fil de trame 4.
  • A chaque fois qu'une duite est passée dans la foule, un peigne 9 dans les dents duquel sont pris les fils de chaîne 2 vient la tasser sur le tissu 1 déjà formé, pendant que les lisses 6 sont actionnées pour créer une autre foule 5 qui dépend de l'armure.
  • Pour les tissus techniques notamment, les sollicitations complexes peuvent nécessiter des épaisseurs plus conséquentes, par exemple pour obtenir de bonnes résistances en compression ou au délaminage.
  • Les superpositions classiques, dans lesquelles des textiles sont stratifiés en couches parallèles non reliées entre elles, permettent de ne résoudre que le premier problème. Des procédés de tissage dit « tridimensionnel » ont ainsi été développés, dans lesquels le produit résultant de l'opération de tissage comprend un entrecroisement de fils disposés selon les trois directions de l'espace. En particulier, les procédés Aérotiss® permettent de tisser des fibres de verre et de carbone à entrelacement multicouche qui peuvent être utilisés pour réaliser des peaux de bord d'attaque d'avion, entre autres.
  • Pour des pièces de forme plus complexe, le tressage peut être utilisé : il permet de réaliser des pièces directement en forme creuse sur un mandrin approprié. Plus simplement, des machines de tissage circulaire ont été développées, qui permettent la réalisation de structures tubulaires ; cependant, cette solution n'est adaptée que pour des formes cylindriques sans angles marqués, de type sacs de jute.
  • Ainsi, pour la plupart des formes tridimensionnelles à parois bidimensionnelles, les structures sont de fait réalisées à plat, parfois par une mécanique Jacquard, puis déployées pour devenir volumiques. Cette obtention nécessite alors une couture de mise en forme.
  • Par exemple dans le domaine aéronautique, des structures composites sont développées pour remplacer des éléments habituellement métalliques des structures caissonnées (connues également sous la dénomination « box »). Cependant, pour les jonctions, des « coins de malle » (ou « corner fittings ») sont nécessaires, dont la géométrie semble simple : un coin de malle classique 10, illustré en figure 2A, comprend par exemple trois parois bidimensionnelles 12, 14, 16, sensiblement planes, formant un angle trièdre trirectangle (de type « demi-cube ») au niveau d'un coin 18. Une préforme textile de renfort de cette structure 10 ne peut cependant être réalisée sur les machines existantes qu'à partir d'une version « à plat » des parois, illustrée en figure 2B, et par l'intermédiaire d'une couture entre au moins deux faces.
  • Or une couture est un élément rapporté, plus ou moins fragile, qui pose des problèmes de tenue mécanique inadaptés en aéronautique. De plus, la continuité des fibres selon les différents plans n'étant pas assurée, la fonction de renfort n'est pas totalement réalisée. De fait, les coins de malle, même pour des structures caissonnées composites, sont fabriqués par un support métallique.
  • Un procédé de tissage permettant d'obtenir des structures tridimensionnelles selon le préambule de la revendication 1 est connu de JP 06264325 A . Un pli élementaire selon le préambule de la revendication 10 est connu de WO 2007/055877 A2 - document selon l'article 54(3) CBE.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • Un des objets de l'invention vise à pallier cet inconvénient des procédés de tissage existants et à permettre la production de pièces monoblocs tissées comprenant un angle trièdre au moins. L'invention a aussi pour objet un procédé tel que revendiqué en revendication 1. En particulier, une structure de type pli de renfort pour coin de malle, qui est de géométrie proche des ferrures métalliques à trois plans orthogonaux ou plus existantes, est réalisée : la continuité des fibres textiles de renfort entre deux plans adjacents y est assurée.
  • Contrairement à l'usage en tissage, selon l'invention, une duite peut servir à la fois de fil de trame et de fil de chaîne. Cette nouvelle technique de tissage permet d'assurer la continuité des fils de chaîne et la continuité des fils de trame entre les différentes faces constituant le pli tridimensionnel.
  • Selon l'invention, une fois la première face tissée, le tissage se fera simultanément sur deux nappes, créées respectivement par les fils de chaîne primaires et les fils de chaîne secondaires, selon une insertion non rectiligne du fil de trame : les fils travaillant initialement en trame (fils insérés) travaillent ensuite en chaîne (fils formant la foule).
  • Sous un de ses aspects, l'invention concerne ainsi un procédé de tissage d'un objet dont la forme tridimensionnelle est obtenue par agencement de parois surfaciques comprenant un coin fermé, c'est-à-dire une forme extraite d'un hexaèdre, le procédé permettant une continuité des fils de tissage entre les parois et au niveau du coin.
  • Selon l'invention, une première face de la structure extraite d'un hexaèdre à tisser est choisie pour être tissée initialement, et la nappe de fils de chaîne correspondante est mise en place, le tissage étant réalisé comme usuel, à l'exception du fait que les fils de trame insérés sont prolongés sur un côté de la nappe, voire des deux côtés, afin de former des nappes de fils qui serviront de fils de chaîne secondaires.
  • Une fois la première face tissée, le tissage sera effectué sur la nappe initiale et sur la(les) nappe(s) secondaire(s), avec changement de direction de la duite pour former un(des) angle(s). La duite sera ainsi insérée selon deux, trois ou quatre côtés de la première face. Parallèlement au passage de la duite, il y a décalage de la première face par rapport au plan formé par les nappes de fils de chaîne, par exemple abaissement par poussée sur une surface proche des arêtes, de préférence perpendiculaire à ce plan pour une structure issue d'un parallélépipède rectangle. Le décalage est effectué à chaque fois qu'une duite a fait un « parcours » complet autour de la première face, avec éventuel décalage dès la fin de tissage de celle-ci.
  • Les tissages et décalages peuvent être faits selon toutes orientation et armure, et notamment avec une armure toile à angle droit, avec décalage vertical, en particulier si un angle trièdre est choisi, de façon à tisser un angle trièdre trirectangle avec continuité de fils. De préférence, le fil de trame est continu pour le tissage de l'objet entier.
  • Sous un autre aspect, l'invention concerne un pli élémentaire réalisé par le procédé précédent, tel que revendiqué en revendication indépendante 10.
  • Plus généralement, l'invention a trait à un pli élémentaire tissé comprenant au moins trois faces reliées entre elles par des arêtes pour former un coin fermé, et dont les trames de tissage sont continues dans les faces et au niveau des arêtes, de préférence parallèles aux arêtes et le fil de trame est continu pour le tissage de l'objet entier.
  • Le pli selon l'invention peut être un angle trièdre trirectangle, et notamment servir de textile de renfort pour la fabrication d'un coin de malle composite après injection de résine ; il peut aussi s'agir d'un demi parallélépipède, dont la découpe peut par exemple générer un angle trièdre servant de renfort pour un coin de malle. L'invention est également relative à un tel coin de malle.
    • BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description suivante et en référence aux dessins annexés, donnés à titre uniquement illustratif et nullement limitatifs.
    • La figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement un procédé de tissage classique.
    • Les figures 2A et 2B représentent un coin de malle en forme et en version aplatie, éclatée.
    • Les figures 3A à 3E montrent les étapes d'un tissage selon un mode de réalisation de l'invention.
    • Les figures 4A et 4B illustrent deux alternatives au tissage selon l'invention.
    • La figure 5 représente un autre objet obtenu par le tissage selon l'invention.
    EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
  • Selon l'invention, il est possible de fabriquer un pli tissé en trois dimensions avec continuité de fils entre chaque face adjacente du pli. Ceci permet notamment la formation d'un ou plusieurs coins sans autre étape que le tissage.
  • Le procédé selon l'invention repose sur le décalage, pendant la phase de tissage, de la pièce 2 déjà tissée par rapport à la nappe 2' de fils de chaîne ; de préférence, le décalage est effectué dans une direction perpendiculaire à la nappe, avantageusement vers le bas pour un tissage horizontal.
  • Dans un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention concerne le tissage d'un coin de malle 10 illustré en figure 2, c'est-à-dire d'un angle trièdre trirectangle comprenant trois plans 12, 14, 16 orthogonaux reliés selon trois arêtes 10x, 10y, 10z, de longueurs respectives X, Y, Z, qui concourent en un point de jonction ou coin 18, formant un repère à trois axes x,y,z. A plat et par « éclatement » selon une arête 10z, cette forme correspond à une équerre comprenant trois parties 12, 14, 16 rectangles correspondant aux trois faces de l'angle trièdre. Il est clair que d'autres angles peuvent être choisis.
  • Afin de réaliser le tissage, l'une des trois faces est choisie pour être formée initialement : une nappe 20 de fils de chaînes 22 est mise en place pour former cette partie de l'équerre, par exemple la face 12 selon le plan x,y : la largeur X de la nappe 20 correspond à celle de l'une des arêtes 10x. Avantageusement, la nappe 20 est formée d'un seul fil de chaîne 22 continu.
  • Le tissage est dans un premier temps réalisé pour former la première face 12 : figure 3A. Selon l'armure, et dans le cas illustré à angles droits, le fil de trame (« primaire ») 24 est inséré successivement au dessus et en dessous des fils de chaîne 22 ; ceci est avantageusement réalisé par formation d'une foule adaptée.
  • Cependant, dès cette étape, la réalisation de l'une des deux autres faces 16 est prévue. Ainsi, au lieu d'arrêter les fils de trame 24 utilisés pour former la première face 12 au niveau des bords de la nappe 20, ils se prolongent sur un côté d'une longueur d supérieure à celle de l'arête 10z reliant les autres faces 14, 16 ; le prolongement des fils de trame 24 est couplé à un cadre 26 qui permet de les maintenir en position. Avantageusement, le même fil de trame 24 sert pour le tissage de toute la première face 12, et les fils de trame 24 sont couplés au cadre 26 par l'intermédiaire de crochets 28 dont ils font le tour.
  • On obtient ainsi une forme illustrée en figure 3B comprenant une première face tissée 12 à angle droit sur un plan x,y, entourée des fils de chaîne 22 orientés selon l'axe x et d'une longueur prédéterminée, et prolongée sur un deuxième côté sur une longueur d par des fils de trame 24 orientés selon l'axe y, orthogonaux aux fils de chaîne 22. Avantageusement, le même fil de trame 24 est utilisé, et il y a continuité au niveau de chacune des extrémités, c'est-à-dire au niveau du cadre 26 et du bord libre de la face 12 opposé à la future arête 10y.
  • Les deux autres faces 14, 16 sont alors tissées en même temps : les fils de trame « primaires » 24, qui forment une deuxième nappe 30 correspondant à la deuxième partie 16 de l'équerre, sont désormais considérés comme fils de chaîne « secondaires » : un tissage par une duite « secondaire » sera réalisé sur cette nappe 30, en même temps que sur la nappe 20 de fils de chaîne « primaires » 22.
  • Pour former le coin 18 et l'arête 10z « en relief », il y a parallèlement au tissage des deux autres faces 14, 16 un décalage de la première face 12 par rapport au plan x,y des nappes 20, 30. Avantageusement, cette étape est réalisée par poussée sur une surface couvrant au moins le bord des arêtes 10x, 10y de la première face 12 et de préférence toute sa surface. La profondeur d'abaissement est fonction de la réduction de l'armure (c'est-à-dire du nombre de fils par cm), par exemple ¼ cm pour une réduction de 4 fils/cm. Ceci permet un placement optimisé des fils travaillant dans la direction z lors du tissage.
  • Le décalage comprend ainsi une composante orthogonale au plan x,y de la première face 12 et des nappes 20, 30, et il peut être effectué avant le passage de la duite secondaire ou une fois celle-ci passée. Par exemple, tel qu'illustré en figure 3C, dans un premier temps, la duite secondaire 32 est insérée dans une foule formée dans une des deux nappes 20, 30, à savoir ici entre les fils de chaîne primaire 22, dans une direction où elle arrive au niveau du coin 18 entre les deux. De préférence, le même fil de trame 32 continu avec le fil 24 utilisé pour réaliser la face 12 est utilisé. Il est possible, bien que non obligatoire, de tasser la duite 32 une fois passée sur cette deuxième face 14.
  • Comme une continuité entre les deux faces 14, 16 du pli est souhaitée au niveau de l'arête 10z et du coin 18, le fil de trame 32 est d'une longueur résiduelle après ce premier passage suffisante pour former la deuxième duite. En effet, le fil de trame 32 est ensuite entrecroisé avec l'autre nappe 30 qui se trouve à angle défini de la précédente. Ici encore, éventuellement, il pourrait y avoir tassage de la duite 32 sur la face déjà tissée 12.
  • On procède alors à un abaissement de la première face 12 selon l'axe z ; dans le cadre représenté et pour former un angle trièdre trirectangle, seule une composante selon l'axe z est prévue, mais ceci peut bien entendu être modifié. Parallèlement, un tassage de la duite 32 est effectué ; c'est pourquoi les deux tassages précédents sont effectués uniquement en cas de besoin : il est de fait préférable de tasser la duite 32 quand elle a passé les deux nappes 20, 30 afin d'optimiser la régularité des fils, et une fois le décalage en hauteur effectué pour parfaire la mise en forme.
  • On obtient ainsi (figure 3D) une forme comprenant une première face 12 et un fil tissé 32 avec un angle défini au dessus d'un des fils 22, 24 de la première face 12 ; deux arêtes 10x, 10y sont ainsi formées. De plus, le coin 18 est fermé, le fil 32 en surplomb étant continu : une ébauche de troisième arête 10z est formée.
  • Le procédé est réitéré, avec à chaque fois abaissement de la première face de l'épaisseur de la réduction de la chaîne, pour obtenir un angle trièdre trirectangle.
  • Il est à noter que selon une alternative, on procède à un décalage en hauteur, ou abaissement, de la première face tissée 12 avant passage de la duite secondaire 32 : par exemple, un moyen de poussée est positionné sur la face 12 à la fin de son tissage, au niveau de l'étape représentée en figure 3B, décalant la face 12 des nappes 20, 30 d'une hauteur correspondant à la réduction de l'armure, puis on passe la duite secondaire 32 dans les nappes 20, 30 en surplomb, et alors on la tasse. Ce mode de réalisation peut être préféré selon le mode de formation de la foule et l'angle prédéfini au niveau des arêtes.
  • On obtient ainsi après découpe appropriée un pli élémentaire 40, représenté en figure 3E, dans lequel trois faces orthogonales 42, 44, 46 l'une à l'autre sont reliées au niveau de trois arêtes 40x, 40y, 40z concourant en un coin 48 sont tissées, la trame de tissage 50 étant parallèle aux arêtes 40x, 40y, 40z et les fils de la trame 50 étant continus entre les faces 42, 44, 46.
  • Dans le procédé selon l'invention, il serait possible de fermer trois ou quatre angles, en continuant le tissage sur la nappe 20' de fils de chaîne primaires (figure 4A) de l'autre côté de la face 12 ; il est possible également de créer une deuxième nappe 30' de fils de chaîne secondaires en vis-à-vis de la précédente 30 (figure 4B) par rapport à la nappe initiale 20.
  • Si quatre angles sont formés (figure 3G), il est possible d'en laisser un 18' ouvert, en faisant revenir la duite 32' sur elle-même une fois les quatre faces passées, ou de fermer également ce coin 18' en laissant la duite poursuivre dans le même sens.
  • En particulier, il est possible de réaliser une structure 60 comprenant une base 62 et trois faces 64, 66, 68 orthogonales continues. Ceci est particulièrement avantageux pour la réalisation de coins de malle 10 : la structure 60 formée est ensuite coupée en deux parallèlement aux deux faces opposées 64, 68 de façon à former deux angles trièdres 70, 70' : voir figure 5. La même option s'offre pour un demi parallélépipède à quatre faces et une base.
  • Bien que décrit avec un angle trièdre trirectangle, d'autres possibilités sont envisageables. En particulier, il est possible de décaler la première face 12 de façon oblique, pour former des faces 12, 14, 16 non orthogonales entre elles, par exemple pour former une pyramide d'angle aigu. Il est possible également de ne pas réaliser un tissage à angles droits sur la première face 12.
  • Selon l'utilisation du coin 40 ainsi formé, en particulier dans le cas de l'utilisation de fils en carbone permettant de renforcer des structures composites, il est préférable que le fil de trame 24, 32 soit continu du début du procédé de tissage à la fin. Avantageusement, l'insertion de la duite est mécanisée, avec la présence d'un système d'insertion comprenant une navette, ou un système basé sur elle, afin d'assurer la continuité du fil.
  • De même, il est préférable que le peigne de tassage de chaque duite soit unitaire pour les différentes faces, de façon à procéder une fois l'ensemble de l'angle réalisé. Ainsi, l'orientation parallèle des fils de trame par rapport à la première face est optimisée.
  • Grâce au procédé selon l'invention, un pli élémentaire 40 pour coin de malle 10 selon la figure 2 a été fabriqué, dans lequel les dimensions sont de l'ordre de 400 x 220 x 200 mm, avec un fil carbone comprenant 6000, 12000 et 24000 filaments
  • Plus généralement, par le procédé selon l'invention, on obtient un coin, ou plusieurs, dont le fil peut être continu, grâce à une insertion non rectiligne. Ceci est particulièrement avantageux car les machines tridimensionnelles existantes ne fabriquent que des formes « volumiques » (cubique, cylindrique) ou profilées (T, H, E,...) : ici, il s'agit de fabriquer une forme tridimensionnelle à parois bidimensionnelles. De plus, ce système répond aux besoins en terme de continuité de fil. Par ailleurs, le mouvement selon l'axe z permet d'épouser les formes du pli tridimensionnel, ce qui facilite grandement sa fabrication pendant sa phase de tissage.

Claims (11)

  1. Procédé de tissage permettant d'obtenir des structures tridimensionnelles (40) à parois bidimensionnelles comprenant une première face (42), une deuxième face (44) et une troisième face (46) reliées entre elles par trois arêtes (40x, 40y, 40z) concourant en un coin (48) et dans lesquelles les fils de la trame de tissage (50) sont continus entre les faces (42, 44, 46) et le fil de trame est contenu pour le tissage de l'objet entier, comprenant les étapes de :
    a. mise en place d'une nappe de fil de chaîne (20) destinée au tissage de la première face (42),
    b. tissage de la nappe (20) par des fils de trame primaire (24) pour former la première face (12), les fils de trame (24) étant prolongés sur un bord de la première face (12) de façon à former une nappe (30) de fils de chaîne secondaires (24) pour la deuxième face (46),
    c. une fois la première face tissée, insertion d'un fil de trame secondaire (32) dans la nappe (20) de fils de chaîne primaires (22) et dans la nappe (30) de fils de chaîne secondaires (24), dans cet ordre ou dans l'ordre inverse, de façon à obtenir un fil continu (32) formant un angle (48) autour de la première face (12), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de :
    d. décalage dans une direction comprenant une composante (z) normale aux nappes (20, 30) de la première face (12) d'une distance supérieure ou égale à l'épaisseur de tissu (12) formée par le fil de trame secondaire (32),
    e. réitération des deux dernières étapes (c, d) pour former les deuxième et troisième faces.
  2. Procédé selon la revendication 1 comprenant, une fois la première face (12) tissée et préalablement à l'insertion du fil de trame secondaire (32) formant un angle (18), le décalage dans une direction comprenant une composante (z) normale aux nappes (20, 30) de la première face (12) d'une distance supérieure ou égale à l'épaisseur de tissu (12) formée par le fil de trame secondaire (32).
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel la structure (60) comprend une quatrième face et un deuxième coin, et dans lequel, lors de la troisième étape c., le fil de trame secondaire (32) forme les deux coins, en étant inséré dans la nappe de fils de chaîne primaires (20), puis dans la nappe de fils de chaîne secondaires (30), puis dans la nappe de fils de chaîne primaires (20') de l'autre côté de la première face (12).
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel la structure (60) comprend une face supplémentaire et un coin supplémentaire, comprenant, lors de la deuxième étape b., en outre le prolongement des fils de trame secondaires (24) sur l'autre côté de la première face (12) et dans lequel, lors de la troisième étape c., le fil de trame secondaire (32) forme aussi le coin supplémentaire, en étant inséré dans la nappe de fils de chaîne secondaires (30), puis dans la nappe de fils de chaîne primaires (20), puis dans la nappe de fils de chaîne secondaires (30') de l'autre côté de la première face (12).
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le tissage de la première face (12) est réalisé selon une armure à angles droits.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le décalage de la première face (42) par rapport aux nappes (20, 30) consiste en une poussée exercée au moins au niveau des arêtes (10x, 10y) de la première face (12), et de préférence toute la surface.
  7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel la poussée est exercée à angle droit vers le bas par rapport au plan des nappes (20, 30).
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel chaque fil de trame (24, 32) est continu.
  9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel le fil de trame primaire (24) est unitaire avec le fil de trame secondaire (32), ainsi qu'avec le fil de chaîne (20).
  10. Pli élémentaire (40) comprenant au moins trois faces (42 , 44, 46) solidarisées entre elles par un bord de façon à former un coin (48) à trois arêtes (40x, 40y, 40z) adjacentes dans lequel les trois faces (42, 44, 46) sont tissées et les fils de trame de tissage (50) sont continus entre les trois faces et le fil de trame est continu pour le tissage de l'objet entier, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une quatrième face, les fils étant continus entre les quatre faces.
  11. Coin de malle (10) comprenant un pli selon la revendication 10 et de la résine l'imprégnant.
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