EP4308356A1 - Preform produced by knitting, composite product incorporating such a preform and manufacturing methods - Google Patents

Preform produced by knitting, composite product incorporating such a preform and manufacturing methods

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Publication number
EP4308356A1
EP4308356A1 EP22713984.7A EP22713984A EP4308356A1 EP 4308356 A1 EP4308356 A1 EP 4308356A1 EP 22713984 A EP22713984 A EP 22713984A EP 4308356 A1 EP4308356 A1 EP 4308356A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
preform
polymeric material
knit
melting point
composite product
Prior art date
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Pending
Application number
EP22713984.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gaëtan MAO
Nicolas DUMONT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Performance Plastics France
Original Assignee
Saint Gobain Performance Plastics France
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Performance Plastics France filed Critical Saint Gobain Performance Plastics France
Publication of EP4308356A1 publication Critical patent/EP4308356A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/465—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating by melting a solid material, e.g. sheets, powders of fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B1/00—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • D04B1/16—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials synthetic threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/04—Heat-responsive characteristics
    • D10B2401/041—Heat-responsive characteristics thermoplastic; thermosetting
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2403/00—Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/03—Shape features
    • D10B2403/033—Three dimensional fabric, e.g. forming or comprising cavities in or protrusions from the basic planar configuration, or deviations from the cylindrical shape as generally imposed by the fabric forming process
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs

Definitions

  • TITLE PREFORM MADE BY KNITTING, COMPOSITE PRODUCT INCORPORATING SUCH A PREFORM AND MANUFACTURING PROCESSES
  • the present invention relates to a preform made by knitting, said preform being intended for the manufacture of composite products, as well as a composite product obtained from such a preform.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing such a preform, as well as a method for manufacturing a composite product from such a preform.
  • the composite products (or “parts”) (or “in composite material” or “in composite materials”) considered in the present invention are products comprising a matrix (generally the main constituent of the product in which the other constituents are coated) in particular with base of a polymeric material, in particular and preferably thermoplastic in the present invention, this matrix being reinforced by a material generally having a higher melting or degradation temperature than the temperature at which said matrix is made from said material polymeric (for example higher than the melting point of said polymeric material).
  • Composite products incorporating a polymeric matrix and a reinforcing material are well known and make it possible to obtain interesting effects or better properties than products formed solely from said polymeric material, such as improved properties in terms of mechanical resistance or resistance corrosion, or the lightening of parts, etc.
  • the reinforcing material (or material) incorporated into the matrix can be in the form of discrete or continuous elements, for example in the form of fibers which are dispersed in the matrix or in the form of threads or fibers which are assembled beforehand in fabrics, non-wovens, mats or other products obtained by textile processes, or even can be in the form of armature(s), etc.
  • woven reinforcements or of fabrics of (son of) reinforcements
  • polymeric material or “prepreg”.
  • These fabric reinforcements are traditionally formed of weft threads and warp threads arranged perpendicularly, and typically have a planar structure.
  • the fabrics are generally cut out and placed in a mold whose general shape corresponds to that of the part to be produced, the polymeric material (or resin) then being injected and polymerized in the mold in order in particular to give a rigid part.
  • knitwear incorporating a polymeric material and reinforcing (or reinforcing) yarns or fibers have appeared, these knitwear being generally obtained from a continuous yarn (which can be mono- or multi-filament( s) and/or formed of discontinuous fibers bound for example by twisting or wrapping, etc.), this yarn forming interlaced stitches arranged in successive rows, the reinforcing material possibly being present in the stitch yarn(s) or possibly forming part of weft yarns added to the knit in the form of unidirectional yarns.
  • Different knitting techniques in particular circular or rectilinear make it possible in particular to obtain knits forming a unitary piece, in 2D or 3D, without seams.
  • knitted reinforced structures have many advantages over woven reinforced structures.
  • knitting can be done if necessary from a single spool of yarn for the knit yarn, while the fabrics always require several separate coils.
  • patent application FR 3065181 of the holder teaches a process for producing a dry preform for the manufacture of a product made of composite materials.
  • This document describes a preform produced by knitting and incorporating at least one unidirectional reinforcing thread, this preform no longer requiring the injection of a resin because it is made up from the knitting of a mixture of threads or filaments of reinforcing material and son or filaments of thermoplastic material, the latter being intended to melt during shaping.
  • preforms made by knitting still have certain drawbacks. Thus, it may be difficult for an inexperienced user to handle this flexible product or to transport it without altering it from its place of production to the place of manufacture of the composite product.
  • certain high-tech products in the field for example of aeronautics, automobiles, construction, etc.
  • the consolidation of knits incorporating such a material using for example the current vacuum process using a flexible support in the form of a silicone bladder is no longer possible due to degradation or wear more of said bladder above 180-200°C.
  • the present invention has therefore sought to remedy the preceding drawbacks and to propose a new, more satisfactory embodiment of a textile product (formed of yarn(s) or fiber(s)) structuring and reinforcing, of improved design and implementation for the manufacture of composite products, in particular intended for high-tech applications using materials with high melting points, for example for composite parts intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies (in particular for the manufacture of radomes, etc.).
  • the pre-consolidated preform produced by knitting said preform being intended for the manufacture of a composite product, this preform being formed of at least one knit comprising at least one polymeric material and at least one yarn at least one reinforcing material, said knit comprising a thermoplastic polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform and acting as glue in said pre-consolidated preform.
  • the present invention also relates to a process for producing (or manufacturing) a pre-consolidated preform intended for the manufacture of a composite product, said process comprising the following steps:
  • the present invention also relates to a process for manufacturing a composite product from a pre-consolidated preform, this process comprising the following steps:
  • the present invention also relates to a process for manufacturing a composite product from a knit, this process comprising the following steps
  • thermoplastic polymeric material with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or said preform
  • the invention also relates to a knit intended for the manufacture of composite product(s), comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, this polymeric material P2 being in particular intended to form the matrix of a composite product, at least one polymeric material P1 with a melting point T1 lower than the melting point T2, intended in particular to act as an adhesive, the polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said preform, and at least one reinforcing material, the material P1 forming in particular one or more threads of said knit or of said preform.
  • a composite product in particular a part intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, such as a radome, obtained by the method according to the invention and/or from the preconsolidated preform according to invention, said product comprising at least one polymeric material P2, forming the matrix of said composite, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material, and at least one polymeric material P1 representing less than 10% by volume of said product has also made it possible to achieve this objective.
  • the present invention therefore proposes a pre-consolidated preform produced by knitting and intended for the manufacture of a composite product, said preform being formed of at least one knit (or being formed from at least one knit or comprising at least a knit), said knit comprising at least one polymeric material (or material) and at least one thread of at least one reinforcing material, said knit comprising a thermoplastic polymeric material P1 constituting (or representing) less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform, and acting as glue in said pre-consolidated preform, this material P1, incorporated in particular during knitting and/or initially forming yarns of the knit, binding in particular the yarn or yarns of the knit between them in the pre-consolidated preform after having been melted (and therefore appearing in a form other than a form of thread(s) in said pre-consolidated preform), in particular in the form of neck points the superficial coating(s) of yarn(s) of the knit (and not in the form of yarn(s)) within said pre-consolidated preform.
  • yarn(s) is used in the present invention to designate yarn(s) and/or fiber(s) used to make knitwear (in particular knit yarn(s) or weft(s)), these threads possibly being mono- or multi-filament(s) and/or formed from discontinuous fibers bonded for example by twisting or wrapping, these threads being in particular continuous threads (as opposed to cut or short fibers) to allow their knitting knit or weft insertion according to one or the other dimension (width or length) of the knit.
  • knitwear in particular knit yarn(s) or weft(s)
  • these threads possibly being mono- or multi-filament(s) and/or formed from discontinuous fibers bonded for example by twisting or wrapping, these threads being in particular continuous threads (as opposed to cut or short fibers) to allow their knitting knit or weft insertion according to one or the other dimension (width or length) of the knit.
  • preform we mean a textile product (that is to say made up of yarn(s) or fibre(s)), intermediate (intended to be transformed to form a final product), having a temporary shape approaching the shape of the composite product to be produced, this temporary shape being in particular and preferably according to the invention a 3D shape (thick flat or not flat), this textile product being in the present invention obtained by knitting (or from knitting(s)), more precisely by knitting at least one continuous thread where the thread forms interlaced stitches, arranged in successive rows.
  • This preform is said to be “dry” (as opposed to pre-impregnated, sticky fabrics), and constitutes, where appropriate, the reinforcement of the composite product produced, this preform integrating in particular reinforcements (more precisely reinforcement threads formed of at minus the aforementioned reinforcing material) and a material intended to form all or part of the final matrix of the composite
  • the preform can be formed (or made up - only - of) one or more knits (also called “pleats" in the preform), the preconsolidated preform being a more rigid (and more manipulable) form of the preform (i.e. that is to say more rigid than the initial preform simply formed of a knit or an assembly of knits).
  • the knitted structure(s) according to the invention incorporate(s) one or more polymeric materials, including at least the thermoplastic material P1, intended to undergo a change of state, in particular to melt, and to form or to form part (in this modified state) of the matrix of the composite product envisaged, and at least one material intended to serve as reinforcement (and in particular not having to be melted) in the composite envisaged , this reinforcing material (or where applicable each of the reinforcing materials present) forming one or more yarns of the knitted structure, and having a state change temperature TR greater than the state change temperature of said or each of said aforementioned polymeric materials.
  • the composite product corresponds to the final shape, in particular fixed, obtained by final consolidation of the pre-consolidated preform and comprising a polymeric matrix in which the reinforcements/reinforcing material(s) (or reinforcing threads formed from at least the material aforementioned reinforcement) are embedded, the polymeric matrix generally being predominant as specified later.
  • state (or phase) change temperature we mean (at/for a given pressure) the temperature at or from which the material undergoes a change of shape (in particular compared to its shape in the initial knitting) such as a transition from the solid state to the liquid state or a decomposition or degradation.
  • a change of shape in particular compared to its shape in the initial knitting
  • thermosetting polymeric material or a reinforcing material it may be in particular (at a given pressure) the melting temperature, at or from which the material passes from the solid state to the liquid state, or the degradation temperature, at or from which the material degrades (or decomposes or burns or calcines), or, where applicable, the lower of these temperatures (melting or degradation).
  • melting temperature at or from which the material passes from the solid state to the liquid state
  • degradation temperature at or from which the material degrades (or decomposes or burns or calcines)
  • all the polymeric materials present in the knitted structure according to the invention are thermoplastic materials, the temperature of change of the state of each of these polymeric materials being in this case their melting point,
  • the knitted structure according to the invention comprises at least one (other) polymeric material P2, in particular thermoplastic , in particular forming (alone or in combination as specified later) at least one wire of said structure, this material P2 having a temperature of change of state, in particular of melting, T2, this polymeric material P2 being in particular intended to melt during the production of the composite to obtain the fixed final shape of said composite, this material then forming the matrix of said composite, the polymeric material acting as glue P1 being a different polymeric material (in particular with a different melting point) from the polymeric material P2 and having a melting point T1 (strictly) lower (preferably lower by at least 20°C, or even at least 50°C) than the change temperature state ent (in particular fusion) T2, the state change temperature ⁇ R of the reinforcing material being for its part higher than said respective temperatures T2, and a fortiori T1.
  • this material P2 having a temperature of change of state, in particular of melting, T2 having a temperature of change of state, in particular melting
  • the present invention thus relates in a preferred mode to a pre-consolidated preform produced by knitting, intended for the production of a composite product, this preform being formed of at least one knit comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 (in particular forming or in the form of at least one continuous thread) having a melting point T2, this polymeric material being in particular intended to form the matrix of said composite, and this knit comprising at least one polymeric material P1 with a melting point T1 lower than the point of fusion T2, this material P1 having in particular been incorporated during knitting and/or initially forming threads of the knit, this polymeric material P1 acting as glue within said pre-consolidated preform, and constituting less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform, said preform also comprising at least one yarn of at least one reinforcing material(s) (or reinforcing yarn), this e reinforcement material(s) having a temperature of change of state TR greater than T2, this material being intended to serve as reinforcement (and in particular not having to be melted)
  • This advantageous knit where appropriate in three dimensions, intended to form the aforementioned pre-consolidated preform to subsequently produce a composite product, and which thus integrates the three aforementioned materials from the outset (three-component knit) is also considered in the present invention, as well as the preform (three-component preform) formed from said knit (and if necessary incorporating several other knits or plies, in particular similar or identical, superimposed if necessary by changing the orientation of the yarns of reinforcement(s), this knit or this preform produced by knitting therefore comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, this polymeric material P2 being in particular intended to form the matrix of said composite, at least one (second/other) polymeric material P1, with a melting point T1 lower than the melting point T2, intended in particular to serve as an adhesive in the pre-consolidated preform intended to be made from said knit/said preform, the polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit/said preform, said knit or said preform also comprising at least one yarn
  • the polymeric material P2 intended to form (the essential part of) the matrix of said composite is subsequently incorporated into the preform in the case where appropriate already pre-consolidated, in particular is added to the pre-consolidated preform during the production of the composite, in a form other than a form of threads, in particular is added by impregnating said preform/said knit by (or with) said P2 polymer material
  • the present invention also proposes a method for manufacturing (or producing or obtaining) a pre-consolidated preform for (or intended for) the manufacture of a composite product, said method comprising the steps (or operations or actions) following:
  • thermoplastic polymeric materials in particular at least one yarn of at least one thermoplastic polymeric material
  • thermoplastic polymeric material P1 with the lowest melting point T 1 representing less than 20% by volume of said knit or said preform
  • thermoplastic polymeric material P1 with the lowest melting point T1 it is meant that the melting point is the lowest compared to that of any other thermoplastic material, if any, present in the knit or the preform, in particular compared to a possible other thermoplastic polymeric material P2 intended to form the matrix of the desired composite product, whether this material P2 is present in the knit or even added later during the production of the composite. If this P1 material is the only polymeric material present in the knit or preform, it is also somehow the lowest (no other lower melting point material), and in particular is lower than the change temperature condition of the reinforcement material.
  • step a) can be broken down into a first step ai) of producing one or more knits by knitting from at least one continuous yarn, each knit comprising one or more thermoplastic polymer materials (in particular at least one yarn of at least one thermoplastic polymer material) and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, having in particular a change of state temperature TR higher than that of the or each of the polymeric material(s) present, the thermoplastic polymeric material P1 with the lowest melting point T1 of each of the knits representing less than 20% by volume of said knit, and in a step a2) of assembling (in particular by superposition) several knits (in particular identical or similar, each obtained by knitting, in particular according to step ai ) for at least some or all of them) to form the preform.
  • step ai) of producing one or more knits by knitting from at least one continuous yarn, each knit comprising one or more thermoplastic polymer materials (in particular at least one yarn of at least one thermoplastic polymer material) and comprising at least one yarn
  • step b) can also, if necessary, depending on the type of composite product and the type of molding envisaged, be preceded by or consist of a step of draping around a support, for example flexible such as a silicone bladder, the assembly possibly being deposited in or on a mould.
  • a support for example flexible such as a silicone bladder
  • step c) can take place (and is generally carried out) on the whole of the preform within the mold (formed by a rigid part and a second part, or against mold, flexible or rigid, the treatment being carried out if necessary under vacuum, as detailed later), or possibly can be carried out locally at different points of the preform (for example using local heating means), the melting of the material thermoplastic P1 being able to operate in a more or less total or general way or possibly in a partial way (in certain points or in a certain volume in particular).
  • step d) can be carried out by letting the cooling take place naturally or by accelerating the cooling.
  • the knit comprises two thermoplastic polymer materials, in particular a P2 material, forming in particular one or more threads of the knit, and intended to form the matrix or the main part of the matrix of the future composite product , and a polymeric material P1 (of lowest melting point) which is the material intended to bond the thread or threads of the knit to each other in the pre-consolidated preform (this material may also be in the form of thread(s) in the knitting if applicable),
  • P1 of lowest melting point
  • the present invention also proposes a process for manufacturing a composite product, comprising a matrix of polymeric material(s) reinforced by reinforcing (or reinforcing) threads, the polymeric material(s) having a lower melting point at the temperature of change of state of the material constituting the reinforcing threads, from a pre-consolidated preform according to the invention, this method comprising the following steps:
  • this preform being formed of at least one knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and at least one yarn of at least a reinforcing material, having in particular a temperature of change of state TR higher than that of the or each of the polymeric material(s), said knit or said preform comprising a thermoplastic polymeric material P1 with a melting point T1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said preform and acting as glue in said pre-consolidated preform, said knit optionally comprising at least one other polymeric material with a melting point higher than T1,
  • the treatment if necessary by heating under pressure, or the consolidation of said pre-consolidated preform, if necessary impregnated, having at least said polymeric material with a melting point T1, another polymeric material intended to form the matrix of the product composite and at least one thread of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material (and below the state change temperature of the reinforcement material TR), or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material (this crosslinking possibly taking place depending on the material at room temperature or by heating), to obtain said composite product,
  • Consolidation can take place by cross-linking in the case of certain liquid thermoplastic resins.
  • the content of polymeric material P1 in the composite, produced in particular by this process is less than 10% by volume of said composite product, in particular is less than or equal to 5%.
  • the process for producing the composite product from the knit or the initial preform (not pre-consolidated) also includes steps a) to d) for manufacturing the pre-consolidated preform mentioned above and then comprises the following operations:
  • thermoplastic polymeric material with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or of said preform
  • the step of impregnation with a polymeric material in the process for producing the composite according to the invention can also allow the introduction of a third material P3, intended for example to form an overmolding according to the type of composite product sought.
  • the present invention also relates to a composite product, obtained in particular according to the preceding process and/or from the preform pre- consolidated previously described, in particular in three dimensions, this composite product comprising at least one (first) polymeric material P2, in particular thermoplastic, having, where appropriate, a melting point T2 and forming the matrix of said composite, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material, having in particular a temperature of change of state TR higher if necessary than T2, this material serving as reinforcement in said composite, and at least one (second) polymeric material P1, thermoplastic, of melting point T 1 , lower if necessary than melting point T2, this material P1 representing in particular less than 10% by volume of said product.
  • first polymeric material P2 in particular thermoplastic, having, where appropriate, a melting point T2 and forming the matrix of said composite, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material, having in particular a temperature of change of state TR higher if necessary than T2, this material serving as reinforcement in said composite
  • second polymeric
  • this composite product is a part intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, such as a radome.
  • the polymeric material intended to form the matrix or the main part of the matrix of the composite considered is called "P2". It is either already present in the initial knit, in particular in the form of at least one yarn forming the stitches of the knit, or added later, in particular by impregnation of the pre-consolidated preform with said material P2 during the formation of the composite .
  • the polymeric material acting as glue is called P1, and is part of the initial knitting, this material being able to take different forms (thread(s), wrapping, sheathing, etc.) as detailed later.
  • the preform according to the invention is formed of at least one knit comprising at least one polymeric material and at least one thread of at least one reinforcing material.
  • the knit is formed, as polymeric material(s), only of the polymeric material P1, which, in the initial knit, is then in the form of at least a thread (of said material P1 or optionally mixed with the reinforcing material, or in covering or sheathing of the reinforcing threads) forming the stitches of the knit and/or of the weft threads, and which, in the pre-consolidated preform, is is then in molten form (for example dots of glue or coating).
  • the knit is formed, as polymeric material(s), of the polymeric material P2, which, in the initial knit and in the pre-consolidated preform, is then found advantageously in the form at least one thread (of said material P2 or optionally in mixed form with the reinforcing material, or as covering or sheathing of the reinforcing threads) forming the stitches of the knit and/or the weft threads; and polymeric material P1, which, in the initial knit, is then in the form of at least one thread (of said material P1 or possibly mixed with the reinforcing material and/or the material P2, or in covering or sheathing reinforcing threads and/or material P2) forming the stitches of the knit and/or weft threads, and which, in the pre-consolidated preform, is then in molten form.
  • the polymeric material P1 forms less than 20% by volume of the knit, and respectively of the preform consisting of said knit, and preferably its volume content is less than or equal to 15%, in particular less than or equal to 10%, for example from 5 to 10%, of said knit, and respectively of said preform, this polymeric material P1 advantageously being a minority in said knit/said preform, considering its aforementioned low rate relative to the volume of the knit or that, where appropriate, its rate is considered relative to the other polymeric material P2 when it is present or that its rate is considered relative to the rate of reinforcing material.
  • the content of this material P1 within the composite formed from the preform is moreover advantageously less than or equal to 10% by volume, as indicated above.
  • the content of material P1 in the knit/the preform is also already advantageously less than or equal to 10% by volume.
  • the material P2 intended to form the matrix or the main part of the matrix of the composite product can be described as "main” in comparison with the other polymeric material P1, its content by volume being greater (at least 2.5 times, preferably at least 5 times, higher) than that of the material P1 in the composite (and if necessary in the knit/the preform if this material P2 is already present), its rate also being higher than that of the reinforcing material present.
  • the content of material P2 is advantageously at least 50% by volume, in particular at least 55% by volume, in the composite obtained from the preform. Even if the P1 material is also part of the matrix forming the final composite, the P2 material has a much higher rate. important, is considered as the main material forming the matrix or the main part of the matrix of the composite.
  • the content of total polymeric material (including at least materials P1 and P2) in the composite product obtained according to the invention is preferably at least 55% by volume, in particular between 55 and 75% by volume, in particular between 60 and 70% by volume.
  • polymeric material means a material formed from macromolecule(s) or from polymer(s) or copolymer(s), this material being formed either from a single type of molecule (having the same formula) or possibly from a mixture of molecules of different formula (mixture of polymers).
  • the polymeric materials P1, and where appropriate P2 (or even other added polymeric materials such as P3 mentioned above) are chosen from thermoplastic materials, for example from thermoplastic polymers of the polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI) type.
  • polypropylene PP
  • polyamide PA
  • PMMA poly(methyl methacrylate)
  • PET poly(ethylene terephthalate)
  • PPS poly(phenylene sulfide)
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEKK polyetherketoneketone
  • the polymeric material P1 is a thermoplastic material chosen for example from the following materials: polycarbonate, polyetherimide, polypropylene, polyamide, poly(methyl methacrylate). Its melting point is for example below 225°C.
  • the polymeric material P2 is a thermoplastic material, having, where appropriate, in particular for applications (such as the manufacture of radomes) requiring the use of “high temperature” fibers, a melting point greater than 250° C., in particular greater than 300° C. (thermoplastic with a high melting point), this material then being chosen, for example, from the following materials: polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketoneketone (PEKK), etc., the material P2 and the reinforcing material being chosen respectively so that the material P2 has a melting point lower than the temperature at which the reinforcing material changes state.
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEKK polyetheretherketoneketone
  • this material P2 or this material P3 can optionally be a thermosetting material chosen for example from polyurethane (PU ), epoxy resins, cyanate ester, phenolic resins, polyester, etc.,
  • one and/or the other polymeric material used can comprise additives or fillers, which can be added during the step of formulating the polymer or, if necessary, of spinning threads, for example colored pigments or electric charge dissipators, flame retardants, etc.
  • the rate of reinforcements/reinforcing material is preferably at least 25%, in particular at least 35%, by volume in the composite obtained from the preform, and where appropriate in the knit or the preform when the latter is already formed from the two polymeric materials P1 and P2 and when no polymeric material is added during the production of the composite, the rate of reinforcing material being, where appropriate, at least 80% by volume in the knit or the preform when the latter is formed as polymeric material(s) solely from the material P1.
  • the reinforcing material may form one or more knit yarns and/or form or take the form, for example, of unidirectional yarns integrated into the knit, in particular in the weft, this reinforcing material possibly forming one or more yarns, alone or in combination with a polymeric material (mixed yarn(s)) present in the knit.
  • This reinforcing material intended to form the reinforcement of the composite (and therefore not having to melt during the production of said composite), is chosen for example from the following materials: inorganic materials such as glass, quartz, alumina, carbon, basalt, metal or metallic material; natural materials, such as flax, hemp, and optionally, depending on the choice of polymeric materials P1 and P2, from synthetic, plastic or heat-resistant polymeric materials, such as aramids (para-; meta-, for example Kevlar®), polyester; polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), polyphenylene sulfide (PPS), etc; its nature being chosen in particular as a function of its state change temperature which must be higher than the melting point or state change point of the polymeric material(s) constituting the matrix of the final composite product.
  • inorganic materials such as glass, quartz, alumina, carbon, basalt, metal or metallic material
  • natural materials such as flax, hemp, and optionally, depending on the choice of polymeric materials P1 and
  • the knit according to the invention is obtained from at least one continuous thread (in particular of polymeric material and/or of reinforcing material), this thread forming interlaced stitches arranged in successive rows.
  • Weft yarns are also optionally added to the knit during knitting in the form of unidirectional yarns (needles passing, for example, the stitches or loops over the unidirectional yarns and holding them in place).
  • Yarns other than knit(s) yarns (that is to say forming the knit stitches) or weft yarns may also be present where appropriate (seams or sewn filler yarns, etc.).
  • the knitting method of the yarn or yarns used may be a weft knitting method or a warp knitting method, and is preferably a weft knitting method.
  • weft knitting also called gathered stitch
  • the thread follows the direction of the rows in a privileged way (weft direction by analogy to the fabric).
  • Each loop in the same row is knitted one after the other, and each row is knitted one after the other, with the stitches of a new row being picked up by the stitches of the lower row.
  • a single thread can achieve the entire knitting, and each needle is individually controlled, allowing a complex 3D shape to be achieved.
  • the support in which the knitting needles slide is called needle bed.
  • a machine can use two needle beds, the needle bed closest to the user making so-called “front” stitches, the second forming the “back” stitches.
  • warp knitting also called warp stitch
  • the yarn favorably follows the direction of the columns (warp direction by analogy to the fabric). All loops in one row are knitted at the same time, each row being knitted one after the other. One thread is needed per column of stitches, the needles being tied in different groups. Knits made by this method are usually flat.
  • the knitting can also be carried out by circular knitting or rectilinear knitting machines. It is also possible to make multi-wall knits by knitting multiple layers simultaneously temporarily using needles for the extra walls.
  • the knit or knits used are obtained by a weft, rectilinear or circular knitting technique, and preferably by a rectilinear weft knitting technique, this technique making it possible to obtain complex 3D shapes.
  • the yarn or yarns used to make the knitting can be (each) of the unitary type (monofilament) or formed from a bundle of filaments (multifilaments) such as for example a yarn of the "roving" type (that is to say a set of parallel continuous filaments assembled without twisting) or a fiber yarn (i.e. a set of short staple fibers assembled by twisting), etc.
  • a yarn can be an assembly of several yarns or filaments of different materials, this assembly being able to be done by twisting, wrapping, etc., or a yarn can also be a yarn of a material surrounded by another material (forming for example a sheath), this type of yarn incorporating two different materials being called mixed yarn.
  • a yarn comprising polymeric material and reinforcing material for example by assembling a reinforcing yarn and a thermoplastic yarn, by wrapping a yarn of a reinforcing material by a thermoplastic yarn, etc., the knitting of mixed yarns making it possible to easily obtain a dry preform, containing both the reinforcement and the matrix.
  • the reinforcing material is present in the knit according to the invention in the form of reinforcing yarn(s) or mixed yarns, in particular in the form of knit yarn(s) and/or in the form of yarn(s) unidirectional(s), called UD thread(s), inserted, in particular into weft threads, during knitting, the mesh threads including a reinforcing material ensuring in particular a better hold of the structure, while that the unidirectional yarns including a reinforcing material make it possible to obtain the expected (in particular mechanical) reinforcement.
  • the knit according to the invention may also comprise knit yarn(s) and/or unidirectional and/or weft yarn(s), one or more yarns comprising at least one polymeric material (alone or in a mixture with another polymeric material or with a reinforcing material), the yarns made from polymers (in particular thermoplastics) lending themselves better to knitting (because they are not very sensitive to shearing, and have mechanical and sufficient flexibility).
  • the unidirectional yarn(s) are preferably UD 90° yarns, that is to say in the weft (arranged in the direction of the rows), but where appropriate one or more unidirectional yarns of the knitting can be UD 0° yarns, that is to say arranged in the direction of the columns, perpendicular to the frame.
  • the knitting can be obtained by simultaneously knitting one or more (for example from 2 to 10) knit yarns and one or more (for example from 2 to 10) UD yarns, the knit yarn(s) and the UD yarn(s) possibly understand different subjects.
  • a knit yarn and/or a UD yarn can be made of one material, and around this yarn can be twisted a yarn of another material, in particular thermoplastic, or this yarn can be surrounded by a sheath of said other material, for example obtained by passing the wire(s) through a bath of thermoplastic material (with a lower melting point than the temperature of melting or change of state of the material constituting the wire ) melted, then by co-extruding the assembly.
  • the knit yarn(s) and/or the UD yarn(s) can also be formed from an intimate mixture of filaments of different materials as already mentioned.
  • the proportions of the different materials (polymer(s) and reinforcement) in the knit/the preform are managed in particular by the supply of the yarns, the diameter of the yarns, the choice of yarns, etc. It is also possible during knitting to vary the nature, density, composition, etc., of the yarns to obtain different zones, nevertheless, in most cases, the preform and the composite product obtained according to the invention have a uniform and homogeneous composition without differentiated zones or with different functionalities.
  • the preform is advantageously made up of a single piece, without seams and has in particular a three-dimensional structure similar or adapted to the shape of the final composite product, this shape possibly being for example conical, cylindrical, etc.
  • the thickness of the knit/of the preform is for example between 1 and 6 mm (without prejudging its final thickness in the composite product).
  • the knit may in particular have a weight area or basis weight from 100 to 2500 g/m 2 and be produced with densities of 3 to 6 rows/cm and 2 to 4 columns/cm.
  • the knitting/the preform according to the invention is generally produced by knitting at least one yarn of polymeric material P1 and/or P2 and/or reinforcement, UD yarns being added in the weft during the knitting (one can also speak of simultaneous weft knitting of at least one mesh yarn and at least one unidirectional yarn).
  • the knit/the preform can also be made by knitting at least one mixed yarn comprising the polymeric material and the reinforcing material.
  • the preform is then pre-consolidated by heating, in particular under pressure (at a pressure for example of the order of 1 to 20 bars), at a temperature of at least the melting temperature of the material P1, making said material viscous or liquid, the subsequent cooling of the preform making it possible to obtain a product having greater strength and rigidity than the initial preform (before pre-consolidation), and already having a shape close to the composite product to be obtained.
  • pressure at a pressure for example of the order of 1 to 20 bars
  • the composite product can then be directly obtained by heating, in particular under pressure (at a pressure for example of the order of 1 to 20 bars), of the pre-consolidated preform without adding additional polymeric material/resin by injection or infusion .
  • the knit/the preform comprises as polymeric material(s) the material P1 only
  • the polymeric material P2 is then introduced by the liquid route into a mold, as already mentioned, in particular during the production of the composite.
  • the process for producing the composite product from the initial knitting operation advantageously comprises two stages of treatment and/or heating and/or melting of thermoplastic materials, the first stage (that of pre-consolidation) taking place in particular at a temperature lower than the temperature of the second stage (that of the final consolidation of the composite product).
  • the first heating step to pre-consolidate the preform (step c mentioned above) is carried out by depositing the preform in or on a mould, the mold being closed if necessary and put if necessary under pressure (for example from 1 to 10 bars) and the mold being heated by heating, in particular of the induction or oven type, to a temperature greater than or equal to the melting point T1 (this temperature preferably not exceeding 225° C., or even 200° C. C, or even 180° C. or even 160° C.), the temperature being maintained for a few minutes.
  • the pre-consolidated preform can be extracted or left if necessary in the mold and/or on its support, for the consolidation step.
  • the first heating step can be carried out by heating locally, if necessary under pressure, as much as necessary, for example using of an ultrasound probe.
  • the mold used for the first heating can be formed of a rigid part and a rigid or flexible counter mold (for example in the form of a tarpaulin).
  • the preform may have been draped beforehand or alternatively be draped over a support or mandrel, in particular deformable, for example a silicone bladder or membrane, the preform/support assembly then being able to be deposited in a mold or locally heated by example by ultrasonic probes. If necessary, the vacuum can be drawn into the mold used.
  • the second step of heating or consolidating the pre-consolidated preform is then carried out in a mold (if necessary formed from rigid part(s) or flexible part(s) as indicated above), this mold possibly being the same as that used for the pre-consolidation or a different mould, to carry out the consolidation (according to step g mentioned above) and obtain the desired composite product, the heating step to obtain this consolidation being, if necessary, preceded by a step of injecting a polymeric material (for example material P2) or performed simultaneously with said injection step (step f).
  • a mold if necessary formed from rigid part(s) or flexible part(s) as indicated above
  • this mold possibly being the same as that used for the pre-consolidation or a different mould
  • the process for manufacturing the composite may not include a step (step f) of adding (in particular injection and/or infusion ) of another thermoplastic material, the preform being for example made by adapting the ratio of the thermoplastic materials and of the reinforcing material to obtain the composite directly without adding additional material.
  • the pre-consolidated preform thus directly becomes the composite product after placing in the mold and heating under pressure, before removing the product from the mold and its possible support.
  • a polymeric material intended to form or form part of the matrix of the composite is injected before or during the heating of step g).
  • the pre-consolidated preform can for example be arranged (or “draped”) on the inner wall of a first, rigid part of the mould.
  • either a second, rigid part of the mold can be closed, then the polymeric material is injected under pressure at one or different points (operation for example of the transfer molding or resin injection type), in particular to cover the entire surface of the preform, either a tarpaulin or a flexible membrane is placed as a counter-mold and the additional polymeric material is introduced by creating a depression at different points of said tarpaulin (operation for example of the infusion or infusion molding type under vacuum), in particular to cover the entire surface of the preform.
  • the purpose of these various points of injection or pulling by depression is to allow the flow and the distribution of the polymeric material.
  • This embodiment having an injection and/or infusion step is used in particular when the preform is mainly made up of reinforcing material, forming the reinforcement, and of material P1.
  • the polymeric material added must be compatible with the materials already constituting the preform. This added material is in particular the polymeric material P2 when the preform is devoid of it or when it comprises an insufficient proportion. If necessary, another polymeric material P3 can also be added, in particular when the preform already comprises the materials P1 and P2, for example to form a more complex composite mixture and/or to form overmouldings, etc.
  • a mode of addition of the transfer or injection of resin consisting in injecting, generally at low pressure (for example of the order of 1 to 4 bars), the liquid resin (or polymeric material) in a closed mould, at one or more points, the injected resin migrating in the mold cavity and impregnating the entire structure (preform) deposited in the mould, the injection of resin being stopped when the mold cavity is completely filled and the mold then being heated.
  • the injection can sometimes be carried out at higher pressures (for example up to 15 or 20 bars) for very viscous resins.
  • the infusion consists of placing the preform under vacuum, in a closed mould, which is subsequently impregnated with the arrival of polymeric material which is sucked up by the depression created in the mould.
  • the treatment or consolidation (step g) according to the invention can be carried out in particular at a temperature above 250° C., in particular above 300° C., if necessary under a pressure of 1 to 20 bars for for example a few tens minutes. If necessary, vacuum can be used for step f) or g).
  • the treatment and/or the consolidation can be carried out by operating the compaction via drawing a vacuum between a flexible membrane (silicone bladder) or a tarpaulin and a part of the mould, or by pressurizing a flexible membrane or tarpaulin in order to press the preform against the walls of the mould, or by compaction by pulling the vacuum and injecting pressure inside the membrane, or by compaction/thermoforming in a rigid mould/counter-mould(s) ( punch/die type), etc.
  • the composite product obtained can then be removed from the mould, after cooling.
  • the present invention has made it possible to obtain, in a simple and economical way, finished products without connection (with a good continuity of the aerodynamic profile), without loss or fall of material, and having good resistance and good resistance.
  • the pre-consolidated preform according to the invention can in particular be used for the production of composite products in the fields of aeronautics (in particular for the manufacture of radomes), building, medical, furniture, automobiles, etc. .
  • the preform may constitute only a specific zone of a final composite product, but advantageously it makes it possible to obtain the complete composite product directly (independently of the addition of other components and accessories).
  • the composite products obtained formed from a matrix of polymeric material reinforced by reinforcing fibers, comprise in particular between 55 and 75% by volume of polymeric material, and between 25 and 45% by volume of reinforcing fibers.
  • Example 1 In the first example according to the invention, a preform was produced formed from one or more tri-component knits, in three dimensions of conical shape, already having all the materials necessary for obtaining a composite product of the radome type, by knitting simultaneously, for each knit, by the weft knitting method:
  • one or more mixed unidirectional yarns formed of filaments of a reinforcing material, for example glass or quartz, and filaments of a second thermoplastic polymeric material P2, for example PEEK with a melting point T2.
  • the proportion of material P1 was 5% by volume, that of material P2 55% by volume and that of reinforcement material 40% by volume.
  • the knit(s) (possibly superimposed) was/were then draped over a silicone bladder, this/these knit(s) then forming a preform, and the assembly was deposited in a first mold by steel for the pre-consolidation of the preform.
  • the mold was closed and the vacuum pulled and the mold was heated rapidly by induction-type heating to a temperature greater than or equal to the melting temperature T1 but lower than the melting temperature T2. The temperature was maintained for a few minutes. After cooling, the bladder was removed and the preform was extracted from the mold. This obtained pre-consolidated preform could be easily handled.
  • the pre-consolidated preform was then placed in a mold closed by a flexible counter-mould, then fired/consolidated/subjected to a final consolidation treatment, by carrying out a heat treatment under vacuum at a temperature greater than or equal to the temperature of fusion T2 and lower than the temperature of change of state of the reinforcement material TR to give (after cooling) a composite product, without necessarily adding resin.
  • the composite product, unitary and seamless consisted of: 5% by volume of P1 material, 55% by volume of P2 material and 40% by volume of reinforcement material.
  • Example 2 In this second example according to the invention, a preform formed of one or more tri-component knits, in three dimensions of conical shape, was produced, already having all the materials necessary for obtaining a composite product of the radome type, proceeding as in Example 1 except that the initial/initial knitting(s) was/were made this time by knitting simultaneously, by the weft knitting method; and only in mesh, one or more mixed yarns formed of filaments of a thermoplastic polymeric material P2, for example of PEEK with a melting point T2, and of filaments of a reinforcing material, for example of glass or quartz, this or these mixed yarns being covered by a thermoplastic material P1 with a melting point T1, for example polycarbonate or PMMA,
  • the proportion of material P1 was 5% by volume, that of material P2 55% by volume and that of reinforcement material 40% by volume.
  • the knit(s) were then draped over a mandrel for pre-consolidation of the formed preform of the knit(s). Using an ultrasound probe, manual heating under pressure was applied locally as many times as necessary to obtain the desired pre-consolidation.
  • Example 3 In this third example according to the invention, a preform was made formed of one or more bi-component knits in three dimensions of conical shape, by knitting by the weft knitting method:
  • one or more unidirectional reinforcing threads for example glass or quartz thread(s).
  • the proportion of material P1 was 11% by volume, that of reinforcement material 89% by volume in the knit/in the preform.
  • the knit(s) were then draped over a silicone bladder, this (these) knit(s) (possibly superimposed) thus forming a preform, and the assembly was placed in a first steel mold to pre-consolidation of the preform or preforms.
  • the mold was closed and the vacuum pulled, and the mold was rapidly heated by induction type heating to a temperature greater than or equal to the melting temperature T1 but lower than the change of state temperature ⁇ reinforcement material. The temperature was maintained for a few minutes. After cooling, the bladder was removed and the preform was extracted from the mold. The pre-consolidated preform obtained could be easily handled.
  • the pre-consolidated preform was then placed in a mold closed by a counter-mold, then a polymeric material P2 with a melting point T2, for example PEEK was injected, and the preform was baked/consolidated/subjected to a final consolidation treatment, by carrying out a heat treatment under vacuum at a temperature higher than the melting temperature T2 and lower than the temperature TR to give (after cooling) a composite product.
  • a polymeric material P2 with a melting point T2 for example PEEK
  • the final composite product, unitary and seamless, consisted of: 5% by volume of P1 material, 55% by volume of P2 material and 40% by volume of reinforcement material.
  • one or more unidirectional reinforcing threads for example glass or quartz thread(s).
  • the proportion of material P1 was 10% by volume, that of reinforcement material 90% by volume in the knit/in the preform.
  • the knit(ies) were then draped over a silicone bladder, this(these) knit(s) (possibly superimposed) thus forming a preform.
  • the first heating step is carried out by heating locally using an ultrasound probe.
  • the pre-consolidated preform draped over the silicone bladder is then placed in a mold, then a thermosetting polymeric material, for example an epoxy resin, has been injected, and the preform has been baked/consolidated/subjected to a final consolidation treatment , by carrying out a heat treatment under vacuum at a temperature necessary for the crosslinking of the resin to give (after cooling) a composite product.
  • the final composite product, unitary and seamless, consisted of: 5% by volume of P1 material, 50% by volume of P2 material and 45% by volume of reinforcement material.
  • the pre-consolidated preforms according to the invention can in particular be used with advantage to produce new composite parts intended in particular for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, in particular for the manufacture of radomes, etc.

Abstract

The present invention relates to a pre-consolidated preform produced by knitting, said preform being intended for the manufacture of composite products, this preform being formed of a knit fabric comprising at least one polymeric material and at least one yarn of at least one reinforcing material, said knit fabric comprising a polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit fabric or of said pre-consolidated preform and serving as adhesive in said pre-consolidated preform. The present invention also relates to a composite product obtained from such a preform, to a method for manufacturing such a preform, and also to a method for manufacturing a composite product in particular from such a preform.

Description

Description Description
TITRE : PREFORME REALISEE PAR TRICOTAGE, PRODUIT COMPOSITE INCORPORANT UNE TELLE PREFORME ET PROCEDES DE FABRICATION TITLE: PREFORM MADE BY KNITTING, COMPOSITE PRODUCT INCORPORATING SUCH A PREFORM AND MANUFACTURING PROCESSES
La présente invention concerne une préforme réalisée par tricotage, ladite préforme étant destinée à la fabrication de produits composites, ainsi qu’un produit composite obtenu à partir d’une telle préforme. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle préforme, ainsi qu’un procédé de fabrication d’un produit composite à partir d’une telle préforme. The present invention relates to a preform made by knitting, said preform being intended for the manufacture of composite products, as well as a composite product obtained from such a preform. The present invention also relates to a method for manufacturing such a preform, as well as a method for manufacturing a composite product from such a preform.
Les produits (ou « pièces ») composites (ou « en matière composite » ou « en matériaux composites ») considérés dans la présente invention sont des produits comprenant une matrice (constituant généralement principal du produit dans lequel sont enrobés les autres constituants) notamment à base d’une matière polymérique, en particulier et de préférence thermoplastique dans la présente invention, cette matrice étant renforcée par une matière ayant généralement une température de fusion ou de dégradation plus élevée que la température à laquelle ladite matrice est réalisée à partir de ladite matière polymérique (par exemple supérieure à la température de fusion de ladite matière polymérique). Les produits composites intégrant une matrice polymérique et une matière de renfort sont bien connus et permettent d’obtenir des effets intéressants ou de meilleures propriétés que les produits uniquement formés de ladite matière polymérique, telles que des propriétés améliorées en termes de résistance mécanique ou de résistance à la corrosion, ou encore l’allègement des pièces, etc. The composite products (or "parts") (or "in composite material" or "in composite materials") considered in the present invention are products comprising a matrix (generally the main constituent of the product in which the other constituents are coated) in particular with base of a polymeric material, in particular and preferably thermoplastic in the present invention, this matrix being reinforced by a material generally having a higher melting or degradation temperature than the temperature at which said matrix is made from said material polymeric (for example higher than the melting point of said polymeric material). Composite products incorporating a polymeric matrix and a reinforcing material are well known and make it possible to obtain interesting effects or better properties than products formed solely from said polymeric material, such as improved properties in terms of mechanical resistance or resistance corrosion, or the lightening of parts, etc.
La matière (ou le matériau) de renfort incorporé à la matrice peut se présenter sous forme d’éléments discrets ou continus, par exemple sous forme de fibres que l’on disperse dans la matrice ou sous forme de fils ou fibres qui sont préalablement assemblés en tissus, non-tissés, mats ou autres produits obtenus par des procédés textiles, ou encore peut se présenter sous forme d’armature(s), etc. The reinforcing material (or material) incorporated into the matrix can be in the form of discrete or continuous elements, for example in the form of fibers which are dispersed in the matrix or in the form of threads or fibers which are assembled beforehand in fabrics, non-wovens, mats or other products obtained by textile processes, or even can be in the form of armature(s), etc.
L’utilisation de renforts tissés (ou de tissus de (fils de) renforts) est particulièrement courante, en particulier de renforts tissés pré-imprégnés de matière polymérique (ou « prépreg »). Ces renforts en tissus sont traditionnellement formés de fils de trame et de fils de chaîne disposés perpendiculairement, et présentent classiquement une structure plane. Afin d’obtenir un produit en trois dimensions (ou 3D), les tissus sont généralement découpés et disposées dans un moule dont la forme générale correspond à celle de la pièce à réaliser, la matière polymérique (ou résine) étant ensuite injectée et polymérisée dans le moule afin notamment de donner une pièce rigide. The use of woven reinforcements (or of fabrics of (son of) reinforcements) is particularly common, in particular of woven reinforcements pre-impregnated with polymeric material (or “prepreg”). These fabric reinforcements are traditionally formed of weft threads and warp threads arranged perpendicularly, and typically have a planar structure. In order to obtain a three-dimensional (or 3D) product, the fabrics are generally cut out and placed in a mold whose general shape corresponds to that of the part to be produced, the polymeric material (or resin) then being injected and polymerized in the mold in order in particular to give a rigid part.
Plus récemment, sont apparus les tricots intégrant une matière polymérique et des fils ou fibres de renfort(s) (ou de renforcement), ces tricots étant généralement obtenus à partir d’un fil continu (qui peut être mono-ou multi- filament(s) et/ou formé de fibres discontinues liées par exemple par retordage ou guipage, etc), ce fil formant des mailles entrelacées disposées en rangs successifs, la matière de renfort pouvant par exemple être présente dans le ou les fils de maille ou pouvant faire partie de fils de trame ajoutés dans le tricot sous forme de fils unidirectionnels. Différentes techniques de tricotage (en particulier circulaire ou rectiligne) permettent notamment d’obtenir des tricots formant une pièce unitaire, en 2 D ou en 3D, sans couture. More recently, knitwear incorporating a polymeric material and reinforcing (or reinforcing) yarns or fibers have appeared, these knitwear being generally obtained from a continuous yarn (which can be mono- or multi-filament( s) and/or formed of discontinuous fibers bound for example by twisting or wrapping, etc.), this yarn forming interlaced stitches arranged in successive rows, the reinforcing material possibly being present in the stitch yarn(s) or possibly forming part of weft yarns added to the knit in the form of unidirectional yarns. Different knitting techniques (in particular circular or rectilinear) make it possible in particular to obtain knits forming a unitary piece, in 2D or 3D, without seams.
Ces structures renforcées tricotées présentent de nombreux avantages par rapport aux structures renforcées tissées. En effet, outre la possibilité de réaliser d’emblée une structure renforcée en 3D en une seule pièce sans couture, le tricotage peut se faire le cas échéant à partir d’une seule bobine de fil pour le fil de maille, alors que les tissus nécessitent toujours plusieurs bobines distinctes. En outre, alors que le drapage de structures renforcées tissées sur un moule est une opération longue et délicate, notamment lorsque la forme recherchée est complexe, nécessitant l’utilisation de plusieurs couches de tissus qui doivent être découpés (avec des chutes de produit pouvant représenter 30% de matière) et disposés judicieusement suivant la forme du moule pour assurer une épaisseur suffisante tout en évitant trop de recouvrement et nécessitant d'ajouter des pièces de renfort localement pour assurer la reprise de la résistance mécanique, cette reprise étant imparfaite car les fibres ne sont pas continues, le tricotage en 2D ou 3D permet pour sa part de réaliser un produit complexe, pouvant le cas échéant être directement drapé sur une forme en 2D ou en 3D et assurant la continuité des fils dans tout le produit obtenu, le tricot, présentant déjà une forme adaptée pour obtenir le produit recherché, n’ayant par exemple besoin que d’être positionné autour d’un support souple tel qu’une vessie en silicone, l’ensemble étant alors déposé dans un moule pour réaliser sous vide la consolidation permettant d’obtenir le produit fini. These knitted reinforced structures have many advantages over woven reinforced structures. In fact, in addition to the possibility of immediately creating a reinforced 3D structure in a single piece without seams, knitting can be done if necessary from a single spool of yarn for the knit yarn, while the fabrics always require several separate coils. In addition, while the draping of woven reinforced structures on a mold is a long and delicate operation, especially when the desired shape is complex, requiring the use of several layers of fabric which must be cut (with product scraps which may represent 30% of material) and arranged judiciously according to the shape of the mold to ensure a sufficient thickness while avoiding too much overlap and requiring the addition of reinforcement parts locally to ensure the recovery of the mechanical resistance, this recovery being imperfect because the fibers are not continuous, 2D or 3D knitting makes it possible to produce a complex product, which can, if necessary, be directly draped over a 2D or 3D shape and ensuring the continuity of the yarns throughout the product obtained, the knit , already having a shape suitable for obtaining the desired product, needing for example only to be positioned around a flexible support such as a silicone bladder, the whole being then placed in a mold to perform the consolidation under vacuum, making it possible to obtain the finished product.
Les structures renforcées tissées pré-imprégnées de matière polymérique (par exemple gélifiée) les plus couramment utilisées doivent en outre être manipulées délicatement, ces structures étant collantes lorsque le film de protection est enlevé, et ne se conservant que durant une période limitée à température ambiante. A contrario, le tricotage permet d’intégrer la matière polymérique sous forme de fils ou fibres mélangés avec les fils ou fibres de renfort(s) et d’obtenir une préforme (forme intermédiaire/temporaire avant la forme définitive) dite « sèche », contenant à la fois le(s) renfort(s) et la matrice. The most commonly used woven reinforced structures pre-impregnated with polymeric material (for example gelled) must also be handled delicately, these structures being sticky when the protective film is removed, and only keeping for a limited period at room temperature. . Conversely, knitting makes it possible to integrate the polymeric material in the form of threads or fibers mixed with the reinforcing threads or fibers and to obtain a preform (intermediate/temporary form before the final form) called "dry", containing both the reinforcement(s) and the matrix.
Par exemple, la demande de brevet FR 3065181 du titulaire enseigne un procédé de réalisation d’une préforme sèche pour la fabrication d’un produit en matières composites. Ce document décrit une préforme réalisée par tricotage et intégrant au moins un fil unidirectionnel de renfort, cette préforme ne nécessitant plus l’injection d’une résine car elle est constituée dès le tricotage d’un mélange de fils ou filaments en matière de renfort et de fils ou filaments en matière thermoplastique, cette dernière étant destinée à fondre lors de la mise en forme. For example, patent application FR 3065181 of the holder teaches a process for producing a dry preform for the manufacture of a product made of composite materials. This document describes a preform produced by knitting and incorporating at least one unidirectional reinforcing thread, this preform no longer requiring the injection of a resin because it is made up from the knitting of a mixture of threads or filaments of reinforcing material and son or filaments of thermoplastic material, the latter being intended to melt during shaping.
Les préformes réalisées par tricotage présentent encore cependant certains inconvénients. Ainsi, il peut être difficile de manipuler ce produit souple pour un utilisateur inexpérimenté ou de le transporter sans l’altérer de son lieu de réalisation au lieu de fabrication du produit composite. De plus, pour certains produits de haute technicité (dans le domaine par exemple de l’aéronautique, de l’automobile, du bâtiment, etc.) nécessitant notamment l’utilisation de matière polymérique de point de fusion élevé, en particulier supérieur à 200 °C, la consolidation de tricots intégrant une telle matière à l’aide par exemple du procédé sous vide courant utilisant un support souple sous forme d’une vessie en silicone n’est plus possible en raison de la dégradation ou de l’usure plus rapide de ladite vessie au-delà de 180-200 °C. Le recours à un autre procédé tel que celui utilisé pour les tissus pour réaliser ces produits n’est pas non plus satisfaisant ni adapté à ces structures plus déformables, les tricots munis de fil(s) ou fibre(s) de renforts unidirectionnels devant alors être superposés en variant leur orientation dans le moule mais étant susceptibles de bouger les uns par rapport aux autres pendant le moulage, changeant ainsi l’orientation des fil(s) ou fibre(s) de renforts et pouvant former des plis qu’il n’est pas possible de retirer sans endommager lesdits fil(s) ou fibre(s). However, preforms made by knitting still have certain drawbacks. Thus, it may be difficult for an inexperienced user to handle this flexible product or to transport it without altering it from its place of production to the place of manufacture of the composite product. In addition, for certain high-tech products (in the field for example of aeronautics, automobiles, construction, etc.) requiring in particular the use of polymeric material with a high melting point, in particular greater than 200 °C, the consolidation of knits incorporating such a material using for example the current vacuum process using a flexible support in the form of a silicone bladder is no longer possible due to degradation or wear more of said bladder above 180-200°C. The use of another process such as that used for the fabrics to produce these products is neither satisfactory nor suitable for these more deformable structures, the knits provided with unidirectional reinforcing thread(s) or fibre(s) then having to be superimposed by varying their orientation in the mold but being capable of moving relative to each other during molding, thus changing the orientation of the wire(s) or fiber (s) reinforcements and can form folds that it is not possible to remove without damaging said wire (s) or fiber (s).
La présente invention a donc cherché à remédier aux inconvénients précédents et à proposer une nouvelle réalisation, plus satisfaisante, de produit textile (formé de fil(s) ou fibre(s)) structurant et renforçant, de conception et de mise en oeuvre améliorés pour la fabrication de produits composites, en particulier destinés à des applications de haute technicité utilisant des matériaux de points de fusion élevés, par exemple pour des pièces composites destinées à l’aéronautique ou à être utilisées dans le domaine des radiofréquences (notamment pour la fabrication de radômes, etc.). The present invention has therefore sought to remedy the preceding drawbacks and to propose a new, more satisfactory embodiment of a textile product (formed of yarn(s) or fiber(s)) structuring and reinforcing, of improved design and implementation for the manufacture of composite products, in particular intended for high-tech applications using materials with high melting points, for example for composite parts intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies (in particular for the manufacture of radomes, etc.).
Cet objectif a été atteint grâce à la préforme pré-consolidée réalisée par tricotage, ladite préforme étant destinée à la fabrication d’un produit composite, cette préforme étant formée d’au moins un tricot comprenant au moins une matière polymérique et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ledit tricot comprenant une matière polymérique thermoplastique P1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme pré-consolidée et faisant office de colle dans ladite préforme pré-consolidée. This objective was achieved thanks to the pre-consolidated preform produced by knitting, said preform being intended for the manufacture of a composite product, this preform being formed of at least one knit comprising at least one polymeric material and at least one yarn at least one reinforcing material, said knit comprising a thermoplastic polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform and acting as glue in said pre-consolidated preform.
La présente invention concerne également un procédé de réalisation (ou de fabrication) d'une préforme pré-consolidée destinée à la fabrication d'un produit composite, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : The present invention also relates to a process for producing (or manufacturing) a pre-consolidated preform intended for the manufacture of a composite product, said process comprising the following steps:
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort , la matière polymérique thermoplastique P1 de plus bas point de fusion T1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, - a) the production of at least one preform formed from at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, the thermoplastic polymer material P1 with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or of said preform,
- b) le dépôt de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule ou un support , - b) the deposition of the preform formed of at least said knit in or on a mold or a support,
-c) la fusion de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 , cette température étant le cas échéant, en cas de présence d’une autre matière polymérique thermoplastique, en particulier destinée à former la matrice dudit produit composite, inférieure au point de fusion de ladite autre matière, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique P1 , - d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle. -c) the melting of the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 at a temperature greater than or equal to the melting point T1, this temperature being, where appropriate, in the event of the presence of another thermoplastic polymeric material, in particular intended to form the matrix of said composite product, lower than the melting point of said other material, to allow only the melting of the polymeric material P1, - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’un produit composite à partir d’une préforme pré-consolidée, ce procédé comprenant les étapes suivantes : The present invention also relates to a process for manufacturing a composite product from a pre-consolidated preform, this process comprising the following steps:
- le dépôt dans un moule d’au moins une préforme pré-consolidée formée d’au moins un tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ledit tricot ou ladite préforme comprenant une matière polymérique thermoplastique de point de fusion T1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme et faisant office de colle dans ladite préforme pré-consolidée, ledit tricot comprenant éventuellement au moins une autre matière polymérique de point de fusion supérieur à T1 , - the deposition in a mold of at least one pre-consolidated preform formed of at least one knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and at least one thread of at least one reinforcing material, said knit or said preform comprising a thermoplastic polymeric material with a melting point T1 constituting less than 20% by volume of said knit or said preform and acting as glue in said pre-consolidated preform, said knit optionally comprising at least one other polymeric material with a melting point higher than T1 ,
- éventuellement l’imprégnation par une autre matière polymérique que la matière P1 , - possibly impregnation with a polymeric material other than material P1,
- le traitement ou la consolidation de ladite préforme pré-consolidée, le cas échéant imprégnée, présentant au moins ladite matière polymérique de point de fusion T 1 , une autre matière polymérique destinée à former la matrice du produit composite et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ce traitement ou cette consolidation s’opérant soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermoplastique, à une température supérieure ou égale au point de fusion de cette autre matière, soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermodurcissable, par réticulation de ladite matière, pour obtenir ledit produit composite, - the treatment or consolidation of said pre-consolidated preform, if necessary impregnated, having at least said polymeric material with a melting point T 1 , another polymeric material intended to form the matrix of the composite product and at least one yarn of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic, at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material, or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material, to obtain said composite product,
- le refroidissement du produit composite ainsi obtenu. - the cooling of the composite product thus obtained.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’un produit composite à partir d’un tricot ce procédé comprenant les étapes suivantes The present invention also relates to a process for manufacturing a composite product from a knit, this process comprising the following steps
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, la matière polymérique thermoplastique de plus bas point de fusion T1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, - a) the production of at least one preform formed from at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, the thermoplastic polymeric material with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or said preform,
- b) le dépôt de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule ou un support, - b) the deposition of the preform formed of at least said knit in or on a mold or a support,
- c) la fusion de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 , cette température étant le cas échéant, en cas de présence d’une autre matière polymérique thermoplastique, inférieure au point de fusion de ladite autre matière polymérique, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique de plus bas point de fusion P1 , - c) the melting of the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 at a temperature greater than or equal to the melting point T1, this temperature being, where appropriate, in the event of the presence of another thermoplastic polymeric material, lower than the melting point of said other polymeric material, to allow only the melting of the polymeric material with the lowest melting point P1,
- d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle, - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue,
- e) le dépôt dans un moule d’au moins ladite préforme pré-consolidée, - e) depositing in a mold at least said pre-consolidated preform,
- f) éventuellement l’imprégnation par une autre matière polymérique que la matière P1 , - f) optionally impregnation with a polymeric material other than material P1,
- g) le traitement ou la consolidation de ladite préforme pré-consolidée, le cas échéant imprégnée, présentant au moins ladite matière polymérique de point de fusion T 1 , une autre matière polymérique destinée à former la matrice du produit composite et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ce traitement ou cette consolidation s’opérant soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermoplastique, à une température supérieure ou égale au point de fusion de cette autre matière, soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermodurcissable, par réticulation de ladite matière, pour obtenir ledit produit composite, - g) the treatment or consolidation of said pre-consolidated preform, impregnated where appropriate, having at least said polymeric material with a melting point T 1 , another polymeric material intended to form the matrix of the composite product and at least one yarn of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic, at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material, or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material, to obtain said composite product,
- h) le refroidissement du produit composite ainsi obtenu. - h) cooling the composite product thus obtained.
L’invention concerne également un tricot destinée à la fabrication de produit(s) composite(s), comprenant au moins une matière polymérique thermoplastique P2 présentant un point de fusion T2, cette matière polymérique P2 étant en particulier destinée à former la matrice d’un produit composite, au moins une matière polymérique P1 de point de fusion T1 inférieur au point de fusion T2, destinée en particulier à faire office de colle, la matière polymérique P1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, et au moins une matière de renfort, la matière P1 formant en particulier un ou des fils dudit tricot ou de ladite préforme. Enfin, un produit composite, en particulier une pièce destinée à l’aéronautique ou à être utilisée dans le domaine des radiofréquences, telle qu’un radôme, obtenu par le procédé selon l’invention et/ou à partir de la préforme pré consolidée selon l’invention, ledit produit comprenant au moins une matière polymérique P2, formant la matrice dudit composite, et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, et au moins une matière polymérique P1 représentant moins de 10% en volume dudit produit a également permis d'atteindre cet objectif. The invention also relates to a knit intended for the manufacture of composite product(s), comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, this polymeric material P2 being in particular intended to form the matrix of a composite product, at least one polymeric material P1 with a melting point T1 lower than the melting point T2, intended in particular to act as an adhesive, the polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said preform, and at least one reinforcing material, the material P1 forming in particular one or more threads of said knit or of said preform. Finally, a composite product, in particular a part intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, such as a radome, obtained by the method according to the invention and/or from the preconsolidated preform according to invention, said product comprising at least one polymeric material P2, forming the matrix of said composite, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material, and at least one polymeric material P1 representing less than 10% by volume of said product has also made it possible to achieve this objective.
La présente invention propose donc une préforme pré-consolidée réalisée par tricotage et destinée à la fabrication d’un produit composite, ladite préforme étant formée d’au moins un tricot (ou étant formée à partir d’au moins un tricot ou comprenant au moins un tricot), ledit tricot comprenant au moins une matière (ou un matériau) polymérique et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ledit tricot comprenant une matière polymérique thermoplastique P1 constituant (ou représentant) moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme pré consolidée, et faisant office de colle dans ladite préforme pré-consolidée, cette matière P1 , incorporée notamment pendant le tricotage et/ou formant initialement des fils du tricot, liant en particulier le ou les fils du tricot entre eux dans la préforme pré-consolidée après avoir été fondue (et se présentant donc sous une forme autre qu’une forme de fil(s) dans ladite préforme pré-consolidée), en particulier sous forme de points de colle ou d’enrobage(s), superficiels, de fil(s) du tricot (et non sous forme de fil(s)) au sein de ladite préforme pré-consolidée. The present invention therefore proposes a pre-consolidated preform produced by knitting and intended for the manufacture of a composite product, said preform being formed of at least one knit (or being formed from at least one knit or comprising at least a knit), said knit comprising at least one polymeric material (or material) and at least one thread of at least one reinforcing material, said knit comprising a thermoplastic polymeric material P1 constituting (or representing) less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform, and acting as glue in said pre-consolidated preform, this material P1, incorporated in particular during knitting and/or initially forming yarns of the knit, binding in particular the yarn or yarns of the knit between them in the pre-consolidated preform after having been melted (and therefore appearing in a form other than a form of thread(s) in said pre-consolidated preform), in particular in the form of neck points the superficial coating(s) of yarn(s) of the knit (and not in the form of yarn(s)) within said pre-consolidated preform.
Le terme « fil(s) » est utilisé dans la présente invention pour désigner des fil(s) et/ou fibre(s) utilisés pour réaliser des tricots (en particulier fils de maille(s) ou de trame(s)), ces fils pouvant être mono-ou multi-filament(s) et/ou formé de fibres discontinues liées par exemple par retordage ou guipage, ces fils étant en particulier des fils continus (par opposition à des fibres coupées ou courtes) pour permettre leur tricotage en maille ou insertion en trame suivant l’une ou l’autre dimension (largeur ou longueur) du tricot. The term "yarn(s)" is used in the present invention to designate yarn(s) and/or fiber(s) used to make knitwear (in particular knit yarn(s) or weft(s)), these threads possibly being mono- or multi-filament(s) and/or formed from discontinuous fibers bonded for example by twisting or wrapping, these threads being in particular continuous threads (as opposed to cut or short fibers) to allow their knitting knit or weft insertion according to one or the other dimension (width or length) of the knit.
Par préforme, on entend un produit textile (c’est-à-dire formé de fil(s) ou fibre(s)), intermédiaire (destiné à être transformé pour former un produit final), présentant une forme temporaire s’approchant de la forme du produit composite à réaliser, cette forme temporaire étant en particulier et de préférence selon l’invention une forme en 3D (plate épaisse ou non plate), ce produit textile étant dans la présente invention obtenu par tricotage (ou à partir de tricot(s)), plus précisément par tricotage d’au moins un fil continu où le fil forme des mailles entrelacées, disposées en rangs successifs. Cette préforme est dite « sèche » (par opposition aux tissus pré-imprégnés, collants), et constitue le cas échéant l’armature du produit composite réalisé, cette préforme intégrant en particulier des renforts (plus précisément des fils de renforcement formés d’au moins la matière de renfort précitée) et une matière destinée à former tout ou partie de la matrice finale du composite By preform, we mean a textile product (that is to say made up of yarn(s) or fibre(s)), intermediate (intended to be transformed to form a final product), having a temporary shape approaching the shape of the composite product to be produced, this temporary shape being in particular and preferably according to the invention a 3D shape (thick flat or not flat), this textile product being in the present invention obtained by knitting (or from knitting(s)), more precisely by knitting at least one continuous thread where the thread forms interlaced stitches, arranged in successive rows. This preform is said to be "dry" (as opposed to pre-impregnated, sticky fabrics), and constitutes, where appropriate, the reinforcement of the composite product produced, this preform integrating in particular reinforcements (more precisely reinforcement threads formed of at minus the aforementioned reinforcing material) and a material intended to form all or part of the final matrix of the composite
La préforme peut être formée (ou constituée - uniquement - de) un ou plusieurs tricots (aussi appelés « plis » dans la préforme), la préforme pré consolidée étant une forme plus rigide (et plus manipulable) de la préforme (c’est- à-dire plus rigide que la préforme initiale simplement formée d’un tricot ou d’un assemblage de tricots). The preform can be formed (or made up - only - of) one or more knits (also called "pleats" in the preform), the preconsolidated preform being a more rigid (and more manipulable) form of the preform (i.e. that is to say more rigid than the initial preform simply formed of a knit or an assembly of knits).
La ou les structures tricotées selon l’invention (tricot, préforme, préforme pré-consolidée) selon l’invention incorpore(nt) une ou plusieurs matières polymériques, dont au moins la matière thermoplastique P1 , destinées à subir un changement d’état, en particulier à fondre, et à former ou à faire partie (dans cet état modifié) de la matrice du produit composite envisagé, et au moins une matière destinée à servir de renfort (et en particulier ne devant pas être fondue) dans le composite envisagé, cette matière de renfort (ou le cas échéant chacune des matières de renfort présentes) formant un ou des fils de la structure tricotée, et présentant une température de changement d’état TR supérieure à la température de changement d’état de ladite ou de chacune desdites matières polymériques précitées. Le produit composite correspond à la forme définitive, en particulier figée, obtenue par consolidation finale de la préforme pré consolidée et comprenant une matrice polymérique dans laquelle les renforts/matières de renfort(s) (ou fils de renforcement formés d’au moins la matière de renfort précitée) sont noyés, la matrice polymérique étant généralement majoritaire comme précisé ultérieurement. The knitted structure(s) according to the invention (knitting, preform, pre-consolidated preform) according to the invention incorporate(s) one or more polymeric materials, including at least the thermoplastic material P1, intended to undergo a change of state, in particular to melt, and to form or to form part (in this modified state) of the matrix of the composite product envisaged, and at least one material intended to serve as reinforcement (and in particular not having to be melted) in the composite envisaged , this reinforcing material (or where applicable each of the reinforcing materials present) forming one or more yarns of the knitted structure, and having a state change temperature TR greater than the state change temperature of said or each of said aforementioned polymeric materials. The composite product corresponds to the final shape, in particular fixed, obtained by final consolidation of the pre-consolidated preform and comprising a polymeric matrix in which the reinforcements/reinforcing material(s) (or reinforcing threads formed from at least the material aforementioned reinforcement) are embedded, the polymeric matrix generally being predominant as specified later.
Par température de changement d’état (ou de phase), on entend (à/pour une pression donnée) la température à laquelle ou partir de laquelle la matière subit un changement de forme (notamment par rapport à sa forme dans le tricot initial) tel qu’un passage de l’état solide à l’état liquide ou une décomposition ou dégradation. En particulier pour une matière polymérique thermoplastique, on entend (à une pression donnée) la température à laquelle ou à partir de laquelle (lorsque la fusion s’opère sur une plage de températures, dans le cas d’un mélange de molécules par exemple) la matière fond (passe de l’état solide à l’état liquide), cette température étant communément appelée température de fusion (ou point de fusion). Pour une matière polymérique thermodurcissable ou une matière de renfort, il peut s’agir notamment (à une pression donnée) de la température de fusion, à laquelle ou à partir de laquelle la matière passe de l’état solide à l’état liquide, ou de la température de dégradation, à laquelle ou à partir de laquelle la matière se dégrade (ou se décompose ou brûle ou se calcine), ou, le cas échéant, de la plus basse de ces températures (de fusion ou de dégradation). Ces températures relatives (considérées les unes par rapport aux autres pour les différentes matières) sont considérées à pression identique, en particulier à la pression à laquelle la consolidation finale du composite doit être effectuée, ou éventuellement, par défaut, à la pression atmosphérique normale (1 atmosphère). By state (or phase) change temperature, we mean (at/for a given pressure) the temperature at or from which the material undergoes a change of shape (in particular compared to its shape in the initial knitting) such as a transition from the solid state to the liquid state or a decomposition or degradation. In particular for a thermoplastic polymeric material, one means (at a given pressure) the temperature at which or from which (when fusion takes place over a range of temperatures, in the case of a mixture of molecules for example) matter melts (passes from the state solid in the liquid state), this temperature being commonly called the melting temperature (or melting point). For a thermosetting polymeric material or a reinforcing material, it may be in particular (at a given pressure) the melting temperature, at or from which the material passes from the solid state to the liquid state, or the degradation temperature, at or from which the material degrades (or decomposes or burns or calcines), or, where applicable, the lower of these temperatures (melting or degradation). These relative temperatures (considered relative to each other for the different materials) are considered at identical pressure, in particular at the pressure at which the final consolidation of the composite must be carried out, or possibly, by default, at normal atmospheric pressure ( 1 atmosphere).
De préférence selon l’invention, toutes les matières polymériques présentes dans la structure tricotée selon l’invention (que l’on parle du tricot, de la préforme ou de la préforme pré-consolidée) sont des matières thermoplastiques, la température de changement d’état de chacune de ces matières polymériques étant dans ce cas leur température de fusion, Preferably according to the invention, all the polymeric materials present in the knitted structure according to the invention (whether we speak of the knit, of the preform or of the pre-consolidated preform) are thermoplastic materials, the temperature of change of the state of each of these polymeric materials being in this case their melting point,
Dans un mode de réalisation préféré particulièrement avantageux, la structure tricotée selon l’invention (que l’on parle du tricot, de la préforme ou de la préforme pré-consolidée) comprend au moins une (autre) matière polymérique P2, en particulier thermoplastique, notamment formant (seule ou en combinaison comme précisé ultérieurement) au moins un fil de ladite structure, cette matière P2 présentant une température de changement d’état, en particulier de fusion, T2, cette matière polymérique P2 étant notamment destinée à fondre lors de la réalisation du composite pour obtenir la forme finale figée dudit composite, cette matière formant alors la matrice dudit composite, la matière polymérique faisant office de colle P1 étant une matière polymérique différente (en particulier de point de fusion différent) de la matière polymérique P2 et présentant un point de fusion T1 (strictement) inférieur (de préférence inférieur d’au moins 20 °C, voire d’au moins 50 °C) à la température de changement d’état (en particulier de fusion) T2, la température de changement d’état ÏR de la matière de renfort étant quant à elle supérieure auxdites températures respectives T2, et à fortiori T1 . In a particularly advantageous preferred embodiment, the knitted structure according to the invention (whether we speak of the knit, the preform or the pre-consolidated preform) comprises at least one (other) polymeric material P2, in particular thermoplastic , in particular forming (alone or in combination as specified later) at least one wire of said structure, this material P2 having a temperature of change of state, in particular of melting, T2, this polymeric material P2 being in particular intended to melt during the production of the composite to obtain the fixed final shape of said composite, this material then forming the matrix of said composite, the polymeric material acting as glue P1 being a different polymeric material (in particular with a different melting point) from the polymeric material P2 and having a melting point T1 (strictly) lower (preferably lower by at least 20°C, or even at least 50°C) than the change temperature state ent (in particular fusion) T2, the state change temperature ÏR of the reinforcing material being for its part higher than said respective temperatures T2, and a fortiori T1.
La présente invention concerne ainsi dans un mode préféré une préforme pré-consolidée réalisée par tricotage, destinée à la réalisation d’un produit composite, cette préforme étant formée d’au moins un tricot comprenant au moins une matière polymérique thermoplastique P2 (en particulier formant ou sous forme d’au moins un fil continu) présentant un point de fusion T2, cette matière polymérique étant en particulier destinée à former la matrice dudit composite, et ce tricot comprenant au moins une matière polymérique P1 de point de fusion T1 inférieur au point de fusion T2, cette matière P1 ayant notamment été incorporée pendant le tricotage et/ou formant initialement des fils du tricot, cette matière polymérique P1 faisant office de colle au sein de ladite préforme pré-consolidée, et constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme pré-consolidée, ladite préforme comprenant également au moins un fil d’au moins une matière de renfort(s) (ou fil de renforcement), cette matière de renfort(s) présentant une température de changement d’état TR supérieure à T2, cette matière étant destinée à servir de renfort (et en particulier ne devant pas être fondue) dans ledit composite. The present invention thus relates in a preferred mode to a pre-consolidated preform produced by knitting, intended for the production of a composite product, this preform being formed of at least one knit comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 (in particular forming or in the form of at least one continuous thread) having a melting point T2, this polymeric material being in particular intended to form the matrix of said composite, and this knit comprising at least one polymeric material P1 with a melting point T1 lower than the point of fusion T2, this material P1 having in particular been incorporated during knitting and/or initially forming threads of the knit, this polymeric material P1 acting as glue within said pre-consolidated preform, and constituting less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform, said preform also comprising at least one yarn of at least one reinforcing material(s) (or reinforcing yarn), this e reinforcement material(s) having a temperature of change of state TR greater than T2, this material being intended to serve as reinforcement (and in particular not having to be melted) in said composite.
Dans ce mode de réalisation préféré, les deux matières polymériques, la matière P2 formant notamment un ou des fils du tricot et de la préforme et destinée à former la matrice ou l’essentiel de la matrice du futur produit composite, et la matière polymérique P1 minoritaire destinée à coller le ou les fils du tricot entre eux dans la préforme pré-consolidée jusqu’à la réalisation dudit produit composite, font toutes les deux parties de la préforme pré-consolidée, et le cas échéant du tricot initial formant la préforme. In this preferred embodiment, the two polymeric materials, the material P2 forming in particular one or more threads of the knit and of the preform and intended to form the matrix or the main part of the matrix of the future composite product, and the polymeric material P1 minority intended to glue the yarn or yarns of the knit together in the pre-consolidated preform until said composite product is produced, both form parts of the pre-consolidated preform, and where appropriate of the initial knit forming the preform.
Ce tricot avantageux, le cas échéant en trois dimensions, destiné à former la préforme pré-consolidée précitée pour réaliser par la suite un produit composite, et qui intègre ainsi d’emblée les trois matières précitées (tricot tri- composants) est également considéré dans la présente invention, de même que la préforme (préforme tri-composants) formée à partir dudit tricot (et le cas échéant incorporant plusieurs autres tricots ou plis, en particulier similaires ou identiques, superposés le cas échéant en changeant l’orientation des fils de renfort(s)), ce tricot ou cette préforme réalisée par tricotage comprenant donc au moins une matière polymérique thermoplastique P2 présentant un point de fusion T2, cette matière polymérique P2 étant en particulier destinée à former la matrice dudit composite, au moins une (deuxième/autre) matière polymérique P1 , de point de fusion T1 inférieur au point de fusion T2, destinée en particulier à servir de colle dans la préforme pré-consolidée destinée à être réalisée à partir dudit tricot/de ladite préforme, la matière polymérique P1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot/de ladite préforme, ledit tricot ou ladite préforme comprenant également au moins un fil d’au moins une matière de renfort, présentant en particulier une température de changement d’état (le cas échéant une température de fusion) T R supérieure à T2 . Dans ce tricot ou cette préforme (non encore consolidée), la matière P1 peut en particulier former un ou des fils, en particulier seule ou au sein d’un fil mixte ou encore sous forme de guipage ou gainage d’un fil d’une autre matière, comme explicité ultérieurement. This advantageous knit, where appropriate in three dimensions, intended to form the aforementioned pre-consolidated preform to subsequently produce a composite product, and which thus integrates the three aforementioned materials from the outset (three-component knit) is also considered in the present invention, as well as the preform (three-component preform) formed from said knit (and if necessary incorporating several other knits or plies, in particular similar or identical, superimposed if necessary by changing the orientation of the yarns of reinforcement(s), this knit or this preform produced by knitting therefore comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, this polymeric material P2 being in particular intended to form the matrix of said composite, at least one (second/other) polymeric material P1, with a melting point T1 lower than the melting point T2, intended in particular to serve as an adhesive in the pre-consolidated preform intended to be made from said knit/said preform, the polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit/said preform, said knit or said preform also comprising at least one yarn of at least a reinforcing material, having in particular a temperature of change of state (if applicable a melting temperature) TR greater than T2. In this knit or this preform (not yet consolidated), the material P1 can in particular form one or more yarns, in particular alone or within a mixed yarn or even in the form of covering or sheathing of a yarn of a other material, as explained later.
Dans un autre mode de réalisation décrit plus spécifiquement en rapport avec le procédé de réalisation du produit composite selon l’invention, la matière polymérique P2 destinée à former (l’essentiel de) la matrice dudit composite, est incorporée ultérieurement dans la préforme le cas échéant déjà pré-consolidée, notamment est ajoutée à la préforme pré-consolidée lors de la réalisation du composite, sous une forme autre qu’une forme de fils, notamment est ajoutée par imprégnation de ladite préforme/dudit tricot par (ou avec) ladite matière polymérique P2 In another embodiment described more specifically in relation to the process for producing the composite product according to the invention, the polymeric material P2 intended to form (the essential part of) the matrix of said composite, is subsequently incorporated into the preform in the case where appropriate already pre-consolidated, in particular is added to the pre-consolidated preform during the production of the composite, in a form other than a form of threads, in particular is added by impregnating said preform/said knit by (or with) said P2 polymer material
La présente invention propose également un procédé de fabrication (ou de réalisation ou d’obtention) d'une préforme pré-consolidée pour (ou destinée à) la fabrication d'un produit composite, ledit procédé comprenant les étapes (ou opérations ou actions) suivantes : The present invention also proposes a method for manufacturing (or producing or obtaining) a pre-consolidated preform for (or intended for) the manufacture of a composite product, said method comprising the steps (or operations or actions) following:
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot, en particulier en trois dimensions et en une pièce continue de forme correspondant à (ou s’approchant de) la forme du produit composite à obtenir, par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques (en particulier au moins un fil d’au moins une matière polymérique thermoplastique) et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, présentant en particulier une température de changement d’état TR supérieure à celle de la ou de chacune des matière(s) polymérique(s) présente(s), (le taux de) la matière polymérique thermoplastique P1 de plus bas point de fusion T 1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, - a) the production of at least one preform formed of at least one knit, in particular in three dimensions and in a continuous piece of shape corresponding to (or approaching) the shape of the composite product to be obtained, by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials (in particular at least one yarn of at least one thermoplastic polymeric material) and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, having in particular a temperature of change of state TR higher than that of the or each of the polymeric material(s) present, (the rate of) the thermoplastic polymeric material P1 with the lowest melting point T 1 representing less than 20% by volume of said knit or said preform,
- b) le dépôt (ou drapage) de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule (ou une partie de moule) ou un support, - b) the deposit (or draping) of the preform formed of at least said knit in or on a mold (or part of a mold) or a support,
- c) la (pré-consolidation par) fusion (au moins partielle) de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 , en particulier par traitement/cuisson (notamment chauffage sous pression) à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 et inférieure à la température de changement d’état TR, cette température de traitement étant le cas échéant, en cas de présence dans le tricot ou la préforme d’une autre matière polymérique (ou de toute autre matière polymérique) thermoplastique, en particulier d’une matière P2 de point de fusion T2 supérieur à T1 (et inférieur à TR) destinée à former la matrice du produit composite envisagé, inférieure au point de fusion T2 de la matière polymérique P2, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion, - c) the (pre-consolidation by) melting (at least partially) of the polymeric material P1 with the lowest melting point T1, in particular by treatment/cooking (in particular heating under pressure) at a temperature greater than or equal to the point of melting point T1 and lower than the change of state temperature TR, this treatment temperature being, where appropriate, in the event of the presence in the knit or the preform of another thermoplastic polymeric material (or any other polymeric material), in particular of a material P2 with a melting point T2 higher than T1 (and lower than TR) intended to form the matrix of the composite product envisaged, lower than the melting point T2 of the polymeric material P2, to allow only the melting of the material polymer P1 with the lowest melting point,
- d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle. - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue.
Par « matière polymérique thermoplastique P1 de plus bas point de fusion T1 », on entend que le point de fusion est le plus bas comparativement à celui de toute autre matière thermoplastique le cas échéant présente dans le tricot ou la préforme, en particulier par rapport à une éventuelle autre matière polymérique thermoplastique P2 destinée à former la matrice du produit composite recherché, que cette matière P2 soit présente dans le tricot ou même ajoutée ultérieurement lors de la réalisation du composite. Si cette matière P1 est la seule matière polymérique présente dans le tricot ou la préforme, elle est également en quelque sorte la plus basse (pas d’autre matière de point de fusion inférieur), et en particulier est plus basse que la température de changement d’état de la matière de renfort. By "thermoplastic polymeric material P1 with the lowest melting point T1", it is meant that the melting point is the lowest compared to that of any other thermoplastic material, if any, present in the knit or the preform, in particular compared to a possible other thermoplastic polymeric material P2 intended to form the matrix of the desired composite product, whether this material P2 is present in the knit or even added later during the production of the composite. If this P1 material is the only polymeric material present in the knit or preform, it is also somehow the lowest (no other lower melting point material), and in particular is lower than the change temperature condition of the reinforcement material.
Le cas échéant, lorsque la préforme comprend plusieurs tricots assemblés (en particulier superposés) l’étape a) peut être décomposée en une première étape a-i) de réalisation d’un ou plusieurs tricots par tricotage à partir d’au moins un fil continu, chaque tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques (en particulier au moins un fil d’au moins une matière polymérique thermoplastique) et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, présentant en particulier une température de changement d’état TR supérieure à celle de la ou de chacune des matière(s) polymérique(s) présente(s), la matière polymérique thermoplastique P1 de plus bas point de fusion T1 de chacun des tricots représentant moins de 20% en volume dudit tricot, et en une étape a2) d’assemblage (en particulier par superposition) de plusieurs tricots (en particulier identiques ou similaires, obtenus chacun par tricotage, en particulier selon l’étape a-i) pour au moins une partie ou la totalité d’entre eux) pour former la préforme. If necessary, when the preform comprises several assembled (in particular superimposed) knits, step a) can be broken down into a first step ai) of producing one or more knits by knitting from at least one continuous yarn, each knit comprising one or more thermoplastic polymer materials (in particular at least one yarn of at least one thermoplastic polymer material) and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, having in particular a change of state temperature TR higher than that of the or each of the polymeric material(s) present, the thermoplastic polymeric material P1 with the lowest melting point T1 of each of the knits representing less than 20% by volume of said knit, and in a step a2) of assembling (in particular by superposition) several knits (in particular identical or similar, each obtained by knitting, in particular according to step ai ) for at least some or all of them) to form the preform.
Le dépôt de l’étape b) peut aussi, le cas échéant, selon le type de produit composite et le type de moulage envisagés, être précédé de ou consister en une étape de drapage autour d’un support, par exemple souple tel qu’une vessie silicone, l’ensemble étant éventuellement déposé dans ou sur un moule. The deposition of step b) can also, if necessary, depending on the type of composite product and the type of molding envisaged, be preceded by or consist of a step of draping around a support, for example flexible such as a silicone bladder, the assembly possibly being deposited in or on a mould.
Le traitement ou le chauffage de l’étape c) peut s’opérer (et est généralement effectué) sur l’ensemble de la préforme au sein du moule (formé d’une partie rigide et d’une seconde partie, ou contre moule, souple ou rigide, le traitement étant effectué le cas échéant sous vide, comme détaillé ultérieurement), ou éventuellement peut être effectué localement en différents points de la préforme (par exemple à l’aide de moyens de chauffe locaux), la fusion de la matière thermoplastique P1 pouvant s’opérer de manière plus ou moins totale ou générale ou éventuellement de manière partielle (en certains points ou dans un certain volume notamment). The treatment or heating of step c) can take place (and is generally carried out) on the whole of the preform within the mold (formed by a rigid part and a second part, or against mold, flexible or rigid, the treatment being carried out if necessary under vacuum, as detailed later), or possibly can be carried out locally at different points of the preform (for example using local heating means), the melting of the material thermoplastic P1 being able to operate in a more or less total or general way or possibly in a partial way (in certain points or in a certain volume in particular).
Le refroidissement de l’étape d) peut être opéré en laissant le refroidissement se faire naturellement ou en accélérant le refroidissement. The cooling of step d) can be carried out by letting the cooling take place naturally or by accelerating the cooling.
Dans le mode de réalisation préféré évoqué précédemment dans lequel le tricot comprend deux matières polymériques thermoplastiques, en particulier une matière P2, formant notamment un ou des fils du tricot, et destinée à former la matrice ou l’essentiel de la matrice du futur produit composite, et une matière polymérique P1 (de plus bas point de fusion) qui est la matière destinée à coller le ou les fils du tricot entre eux dans la préforme pré-consolidée (cette matière pouvant être également sous forme de fil(s) dans le tricot le cas échéant), le procédé de fabrication de la préforme précédent comprend alors les étapes suivantes : In the preferred embodiment mentioned above in which the knit comprises two thermoplastic polymer materials, in particular a P2 material, forming in particular one or more threads of the knit, and intended to form the matrix or the main part of the matrix of the future composite product , and a polymeric material P1 (of lowest melting point) which is the material intended to bond the thread or threads of the knit to each other in the pre-consolidated preform (this material may also be in the form of thread(s) in the knitting if applicable), the above preform manufacturing process then comprises the following steps:
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant au moins une matière polymérique thermoplastique P2 (notamment sous forme d’au moins un fil) présentant un point de fusion T2, et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort présentant en particulier une température de changement d’état TR supérieure à T2, et ce tricot comprenant au moins une matière polymérique thermoplastique P1 de point de fusion T 1 inférieur au point de fusion T2, ladite matière polymérique P1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme: - a) the production of at least one preform formed of at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 (in particular in the form of at least one thread) having a melting point T2, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material having in particular a change of state temperature TR greater than T2 , and this knit comprising at least one thermoplastic polymer material P1 with a melting point T 1 lower than the melting point T2, said polymer material P1 representing less than 20% by volume of said knit or of said preform:
- b) le dépôt de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule ou un support, - b) the deposition of the preform formed of at least said knit in or on a mold or a support,
- c) la fusion de la matière polymérique P1 , en particulier par traitement (notamment chauffage sous pression) à une température supérieure ou égale à T1 et inférieure à T2, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique P1 , et non de la matière P2, - c) the melting of the polymeric material P1, in particular by treatment (in particular heating under pressure) at a temperature greater than or equal to T1 and less than T2, to allow only the melting of the polymeric material P1, and not of the material P2,
- d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle. - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue.
La présente invention propose également un procédé de fabrication d'un produit composite, comportant une matrice en matière(s) polymérique(s) renforcée par des fils de renfort (ou de renforcement), la ou les matières polymériques présentant un point de fusion inférieur à la température de changement d’état de la matière constituant les fils de renfort, à partir d’une préforme pré-consolidée selon l’invention, ce procédé comprenant les étapes suivantes : The present invention also proposes a process for manufacturing a composite product, comprising a matrix of polymeric material(s) reinforced by reinforcing (or reinforcing) threads, the polymeric material(s) having a lower melting point at the temperature of change of state of the material constituting the reinforcing threads, from a pre-consolidated preform according to the invention, this method comprising the following steps:
- le dépôt dans un moule d’au moins ladite préforme pré-consolidée telle que précédemment définie selon l’invention, cette préforme étant formée d’au moins un tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, présentant en particulier une température de changement d’état TR supérieure à celle de la ou de chacune des matière(s) polymérique(s), ledit tricot ou ladite préforme comprenant une matière polymérique thermoplastique P1 de point de fusion T1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme et faisant office de colle dans ladite préforme pré-consolidée, ledit tricot comprenant éventuellement au moins une autre matière polymérique de point de fusion supérieur à T1 , - the deposition in a mold of at least said pre-consolidated preform as previously defined according to the invention, this preform being formed of at least one knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and at least one yarn of at least a reinforcing material, having in particular a temperature of change of state TR higher than that of the or each of the polymeric material(s), said knit or said preform comprising a thermoplastic polymeric material P1 with a melting point T1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said preform and acting as glue in said pre-consolidated preform, said knit optionally comprising at least one other polymeric material with a melting point higher than T1,
- éventuellement l’imprégnation par une autre matière polymérique que la matière P1 , en particulier au moins une matière polymérique de point de fusion supérieur à T1 , notamment en cas d’absence ou de proportion insuffisante d’autre(s) matière(s) polymérique(s) que P1 dans le tricot pour obtenir la matrice dudit composite - optionally impregnation with another polymeric material than the material P1, in particular at least one polymeric material with a melting point higher than T1, in particular in the event of absence or insufficient proportion of other polymeric material(s) than P1 in the knit to obtain the matrix said composite
- le traitement, le cas échéant par chauffage sous pression, ou la consolidation de ladite préforme pré-consolidée, le cas échéant imprégnée, présentant au moins ladite matière polymérique de point de fusion T1 , une autre matière polymérique destinée à former la matrice du produit composite et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ce traitement ou cette consolidation s’opérant soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermoplastique à une température supérieure ou égale au point de fusion de cette autre matière (et inférieure à la température de changement d’état de la matière de renfort TR), soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermodurcissable, par réticulation de ladite matière (cette réticulation pouvant s’opérer selon la matière à température ambiante ou en chauffant), pour obtenir ledit produit composite, - the treatment, if necessary by heating under pressure, or the consolidation of said pre-consolidated preform, if necessary impregnated, having at least said polymeric material with a melting point T1, another polymeric material intended to form the matrix of the product composite and at least one thread of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material (and below the state change temperature of the reinforcement material TR), or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material (this crosslinking possibly taking place depending on the material at room temperature or by heating), to obtain said composite product,
- le refroidissement du produit composite ainsi obtenu. - the cooling of the composite product thus obtained.
La consolidation peut s’opérer par réticulation dans le cas de certaines résines thermoplastiques liquides. Consolidation can take place by cross-linking in the case of certain liquid thermoplastic resins.
De préférence dans la présente invention, le taux de matière polymérique P1 dans le composite, réalisé en particulier par ce procédé, est de moins de 10% en volume dudit produit composite, en particulier est inférieur ou égal à 5%. Preferably in the present invention, the content of polymeric material P1 in the composite, produced in particular by this process, is less than 10% by volume of said composite product, in particular is less than or equal to 5%.
Le procédé de réalisation du produit composite à partir du tricot ou de la préforme initiale (non pré-consolidée) intègre également les étapes a) à d) de fabrication de la préforme pré-consolidée précédemment citées et comprend alors les opérations suivantes : The process for producing the composite product from the knit or the initial preform (not pre-consolidated) also includes steps a) to d) for manufacturing the pre-consolidated preform mentioned above and then comprises the following operations:
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, la matière polymérique thermoplastique de plus bas point de fusion T1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, - a) the production of at least one preform formed from at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, the thermoplastic polymeric material with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or of said preform,
- b) le dépôt de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule ou un support, - c) la fusion de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 (et inférieure à la température TR), cette température étant le cas échéant, en cas de présence d’une autre matière polymérique thermoplastique, en particulier destinée à former la matrice dudit produit composite, inférieure au point de fusion de ladite autre matière polymérique, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique de plus bas point de fusion P1 , - b) the deposition of the preform formed of at least said knit in or on a mold or a support, - c) the melting of the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 at a temperature greater than or equal to the melting point T1 (and lower than the temperature TR), this temperature being, where appropriate, in the presence of another thermoplastic polymeric material, in particular intended to form the matrix of said composite product, lower than the melting point of said other polymeric material, to allow only the melting of the polymeric material with the lowest melting point P1,
- d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle, - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue,
- e) le dépôt dans un moule d’au moins ladite préforme pré-consolidée, - e) depositing in a mold at least said pre-consolidated preform,
- f) éventuellement l’imprégnation par une autre matière polymérique que la matière P1 , en particulier par au moins une matière polymérique de point de fusion supérieur à T1 , notamment en cas d’absence ou de proportion insuffisante d’autre(s) matière(s) polymérique(s) que P1 dans le tricot pour obtenir la matrice dudit composite - f) optionally impregnation with a polymeric material other than material P1, in particular with at least one polymeric material with a melting point higher than T1, in particular in the absence or insufficient proportion of other material(s) (s) polymer(s) than P1 in the knit to obtain the matrix of said composite
- g) le traitement ou la consolidation de ladite préforme pré-consolidée, le cas échéant imprégnée, présentant au moins ladite matière polymérique de point de fusion T 1 , une autre matière polymérique destinée à former la matrice du produit composite et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ce traitement ou cette consolidation s’opérant soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermoplastique à une température supérieure ou égale au point de fusion de cette autre matière, soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermodurcissable, par réticulation de ladite matière, pour obtenir ledit produit composite, - g) the treatment or consolidation of said pre-consolidated preform, impregnated where appropriate, having at least said polymeric material with a melting point T 1 , another polymeric material intended to form the matrix of the composite product and at least one yarn of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material, or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material, to obtain said composite product,
- h) le refroidissement du produit composite ainsi obtenu. - h) cooling the composite product thus obtained.
Eventuellement, lorsque le tricot ou la préforme comprend déjà une matière polymérique P2 en plus de la matière P1 , l’étape d’imprégnation par une matière polymérique dans le procédé de réalisation du composite selon l’invention peut aussi permettre l’introduction d’une troisième matière P3, destinée par exemple à former un surmoulage selon le type de produit composite recherché. Optionally, when the knit or the preform already comprises a polymeric material P2 in addition to the material P1, the step of impregnation with a polymeric material in the process for producing the composite according to the invention can also allow the introduction of a third material P3, intended for example to form an overmolding according to the type of composite product sought.
La présente invention concerne également un produit composite, obtenu en particulier selon le procédé précédent et/ou à partir de la préforme pré- consolidée précédemment décrite, en particulier en trois dimensions, ce produit composite comprenant au moins une (première) matière polymérique P2, en particulier thermoplastique, présentant le cas échéant un point de fusion T2 et formant la matrice dudit composite, et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, présentant en particulier une température de changement d’état TR supérieure le cas échéant à T2, ce matériau servant de renfort dans ledit composite, et au moins une (deuxième) matière polymérique P1 , thermoplastique, de point de fusion T 1 , inférieur le cas échéant au point de fusion T2, cette matière P1 représentant en particulier moins de 10% en volume dudit produit. The present invention also relates to a composite product, obtained in particular according to the preceding process and/or from the preform pre- consolidated previously described, in particular in three dimensions, this composite product comprising at least one (first) polymeric material P2, in particular thermoplastic, having, where appropriate, a melting point T2 and forming the matrix of said composite, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material, having in particular a temperature of change of state TR higher if necessary than T2, this material serving as reinforcement in said composite, and at least one (second) polymeric material P1, thermoplastic, of melting point T 1 , lower if necessary than melting point T2, this material P1 representing in particular less than 10% by volume of said product.
Avantageusement ce produit composite est une pièce destinée à l’aéronautique ou à être utilisée dans le domaine des radiofréquences, telle qu’un radôme. Advantageously, this composite product is a part intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, such as a radome.
Comme il apparaît précédemment, la matière polymérique destinée à former la matrice ou l’essentiel de la matrice du composite considéré est appelée « P2 ». Elle est soit déjà présente dans le tricot initial, en particulier sous forme d’au moins un fil formant les mailles du tricot, soit rajoutée ultérieurement, en particulier par imprégnation de la préforme pré-consolidé par ladite matière P2 lors de la formation du composite. La matière polymérique faisant office de colle est appelée P1 , et fait partie du tricot initial, cette matière pouvant se présenter sous différentes formes (fil(s), guipage, gainage, etc.) comme détaillé ultérieurement. As it appears above, the polymeric material intended to form the matrix or the main part of the matrix of the composite considered is called "P2". It is either already present in the initial knit, in particular in the form of at least one yarn forming the stitches of the knit, or added later, in particular by impregnation of the pre-consolidated preform with said material P2 during the formation of the composite . The polymeric material acting as glue is called P1, and is part of the initial knitting, this material being able to take different forms (thread(s), wrapping, sheathing, etc.) as detailed later.
Comme indiqué précédemment, la préforme selon l’invention est formée d’au moins un tricot comprenant au moins une matière polymérique et au moins un fil d’au moins une matière de renfort. Dans l’un des modes de réalisation précédemment cité, le tricot n’est formé, comme matière(s) polymérique(s) que de la matière polymérique P1 , qui, dans le tricot initial, se trouve alors sous forme d’au moins un fil (de ladite matière P1 ou éventuellement mixte avec la matière de renfort, ou en guipage ou gainage des fils de renfort) formant les mailles du tricot et/ou des fils de trame, et qui, dans la préforme pré-consolidée, se trouve alors sous forme fondue (par exemple points de colle ou enrobage). Dans un autre mode de réalisation, préféré, précédemment cité, le tricot est formé, comme matière(s) polymérique(s), de la matière polymérique P2, qui, dans le tricot initial et dans la préforme pré-consolidée, se trouve alors avantageusement sous forme d’au moins un fil (de ladite matière P2 ou éventuellement sous forme mixte avec la matière de renfort, ou en guipage ou gainage des fils de renfort) formant les mailles du tricot et/ou les fils de trame; et de la matière polymérique P1 , qui, dans le tricot initial, se trouve alors sous forme d’au moins un fil (de ladite matière P1 ou éventuellement mixte avec la matière de renfort et/ou la matière P2, ou en guipage ou gainage des fils de renfort et/ou de matière P2) formant les mailles du tricot et/ou des fils de trame, et qui, dans la préforme pré-consolidée, se trouve alors sous forme fondue. As indicated previously, the preform according to the invention is formed of at least one knit comprising at least one polymeric material and at least one thread of at least one reinforcing material. In one of the aforementioned embodiments, the knit is formed, as polymeric material(s), only of the polymeric material P1, which, in the initial knit, is then in the form of at least a thread (of said material P1 or optionally mixed with the reinforcing material, or in covering or sheathing of the reinforcing threads) forming the stitches of the knit and/or of the weft threads, and which, in the pre-consolidated preform, is is then in molten form (for example dots of glue or coating). In another embodiment, preferred, mentioned above, the knit is formed, as polymeric material(s), of the polymeric material P2, which, in the initial knit and in the pre-consolidated preform, is then found advantageously in the form at least one thread (of said material P2 or optionally in mixed form with the reinforcing material, or as covering or sheathing of the reinforcing threads) forming the stitches of the knit and/or the weft threads; and polymeric material P1, which, in the initial knit, is then in the form of at least one thread (of said material P1 or possibly mixed with the reinforcing material and/or the material P2, or in covering or sheathing reinforcing threads and/or material P2) forming the stitches of the knit and/or weft threads, and which, in the pre-consolidated preform, is then in molten form.
Comme indiqué précédemment selon l’invention, la matière polymérique P1 forme moins de 20% en volume du tricot, et respectivement de la préforme constituée dudit tricot, et de préférence son taux en volume est inférieur ou égal à 15%, en particulier inférieur ou égal à 10%, par exemple de 5 à 10%, dudit tricot, et respectivement de ladite préforme, cette matière polymérique P1 étant avantageusement minoritaire dans ledit tricot/ladite préforme, que l’on considère son faible taux précité par rapport au volume du tricot ou que l’on considère le cas échéant son taux par rapport à l’autre matière polymérique P2 lorsqu’elle est présente ou que l’on considère son taux par rapport au taux de matière de renfort. Le taux de cette matière P1 au sein du composite formé à partir de la préforme est par ailleurs avantageusement inférieur ou égal à 10% en volume, comme indiqué précédemment. Dans le cas où la matière P2 devant former la matrice du composite fait déjà partie du tricot/de la préforme et où le composite est avantageusement obtenu directement de la préforme sans ajout de matière polymérique supplémentaire, le taux de matière P1 dans le tricot/la préforme est également déjà avantageusement inférieur ou égal à 10% en volume. As indicated above according to the invention, the polymeric material P1 forms less than 20% by volume of the knit, and respectively of the preform consisting of said knit, and preferably its volume content is less than or equal to 15%, in particular less than or equal to 10%, for example from 5 to 10%, of said knit, and respectively of said preform, this polymeric material P1 advantageously being a minority in said knit/said preform, considering its aforementioned low rate relative to the volume of the knit or that, where appropriate, its rate is considered relative to the other polymeric material P2 when it is present or that its rate is considered relative to the rate of reinforcing material. The content of this material P1 within the composite formed from the preform is moreover advantageously less than or equal to 10% by volume, as indicated above. In the case where the material P2 to form the matrix of the composite is already part of the knit/preform and where the composite is advantageously obtained directly from the preform without adding additional polymeric material, the content of material P1 in the knit/the preform is also already advantageously less than or equal to 10% by volume.
La matière P2 destinée à former la matrice ou l’essentiel de la matrice du produit composite peut être qualifiée de « principale » en comparaison de l’autre matière polymérique P1 , son taux en volume étant plus important (au moins 2.5 fois, de préférence au moins 5 fois, plus important) que celui de la matière P1 dans le composite (et le cas échéant dans le tricot/la préforme si cette matière P2 est déjà présente), son taux étant également plus élevé que celui de la matière de renfort présente. En particulier, le taux de matière P2 est avantageusement d’au moins 50% en volume, en particulier d’au moins 55% en volume, dans le composite obtenu à partir de la préforme. Même si la matière P1 fait aussi partie de la matrice formant le composite final, la matière P2, de taux bien plus important, est considérée comme la matière principale formant la matrice ou l’essentiel de la matrice du composite. The material P2 intended to form the matrix or the main part of the matrix of the composite product can be described as "main" in comparison with the other polymeric material P1, its content by volume being greater (at least 2.5 times, preferably at least 5 times, higher) than that of the material P1 in the composite (and if necessary in the knit/the preform if this material P2 is already present), its rate also being higher than that of the reinforcing material present. In particular, the content of material P2 is advantageously at least 50% by volume, in particular at least 55% by volume, in the composite obtained from the preform. Even if the P1 material is also part of the matrix forming the final composite, the P2 material has a much higher rate. important, is considered as the main material forming the matrix or the main part of the matrix of the composite.
De préférence, le taux de matière polymérique total (incluant au moins les matières P1 et P2) dans le produit composite obtenu selon l’invention est de préférence d’au moins 55% en volume, notamment compris entre 55 et 75 % en volume, en particulier entre 60 et 70% en volume. Preferably, the content of total polymeric material (including at least materials P1 and P2) in the composite product obtained according to the invention is preferably at least 55% by volume, in particular between 55 and 75% by volume, in particular between 60 and 70% by volume.
Par matière polymérique, on comprend une matière formée de macromolécule(s) ou de polymère(s) ou copolymère(s), cette matière étant formée soit d’un seul type de molécules (présentant une même formule) ou éventuellement d’un mélange de molécules de différentes formule (mélange de polymères). Avantageusement, les matières polymériques P1 , et le cas échéant P2 (voire d’autres matières polymériques ajoutées telles que P3 précédemment évoqué) sont choisies parmi les matières thermoplastiques, par exemple parmi les polymères thermoplastiques de type polycarbonate (PC), polyétherimide (PEI), polypropylène (PP), polyamide (PA), poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA), poly(téréphtalate d'éthylène) (PET), poly(sulfure de phénylène) (PPS), polyétheréthercétone (PEEK), polyéthercétonecétone (PEKK), etc, la matière P1 étant choisie de façon à présenter le cas échéant un point de fusion inférieur à celui de la matière P2, la matière thermoplastique étant apte à fondre lors de la fabrication du composite de manière à former tout ou partie de la matrice dudit composite. The term “polymeric material” means a material formed from macromolecule(s) or from polymer(s) or copolymer(s), this material being formed either from a single type of molecule (having the same formula) or possibly from a mixture of molecules of different formula (mixture of polymers). Advantageously, the polymeric materials P1, and where appropriate P2 (or even other added polymeric materials such as P3 mentioned above) are chosen from thermoplastic materials, for example from thermoplastic polymers of the polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI) type. , polypropylene (PP), polyamide (PA), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(ethylene terephthalate) (PET), poly(phenylene sulfide) (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK) ), etc., the material P1 being chosen so as to have, where appropriate, a lower melting point than that of the material P2, the thermoplastic material being capable of melting during the manufacture of the composite so as to form all or part of the matrix of said composite.
En particulier, la matière polymérique P1 est une matière thermoplastique choisie par exemple parmi les matières suivantes : le polycarbonate, le polyétherimide, le polypropylène, le polyamide, le poly(méthacrylate de méthyle). Son point de fusion est par exemple inférieur à 225 °C. In particular, the polymeric material P1 is a thermoplastic material chosen for example from the following materials: polycarbonate, polyetherimide, polypropylene, polyamide, poly(methyl methacrylate). Its melting point is for example below 225°C.
Avantageusement, la matière polymérique P2 est une matière thermoplastique, présentant le cas échéant, en particulier pour des applications (telles que la fabrication de radômes) nécessitant le recours à des fibres « haute température », un point de fusion supérieur à 250 °C , notamment supérieur à 300 °C (thermoplastique à point de fusion élevé), cette matière étant alors choisie par exemple parmi les matières suivantes : le polyétheréthercétone (PEEK), polyéthercétonecétone (PEKK), etc, la matière P2 et la matière de renfort étant choisies respectivement de façon à ce que la matière P2 présente un point de fusion inférieur à la température de changement d’état de la matière de renfort. Le cas échéant, lorsque la matière P2, ou éventuellement une autre matière P3, est ajoutée par imprégnation ou injection à la préforme déjà pré consolidée, cette matière P2 ou cette matière P3 peut être éventuellement une matière thermodurcissable choisie par exemple parmi le polyuréthane (PU), les résines époxy, l’ester de cyanate, les résines phénoliques, le polyester, etc,Advantageously, the polymeric material P2 is a thermoplastic material, having, where appropriate, in particular for applications (such as the manufacture of radomes) requiring the use of “high temperature” fibers, a melting point greater than 250° C., in particular greater than 300° C. (thermoplastic with a high melting point), this material then being chosen, for example, from the following materials: polyetheretherketone (PEEK), polyetheretherketoneketone (PEKK), etc., the material P2 and the reinforcing material being chosen respectively so that the material P2 has a melting point lower than the temperature at which the reinforcing material changes state. If necessary, when the material P2, or possibly another material P3, is added by impregnation or injection to the already pre-consolidated preform, this material P2 or this material P3 can optionally be a thermosetting material chosen for example from polyurethane (PU ), epoxy resins, cyanate ester, phenolic resins, polyester, etc.,
Le cas échéant et selon le choix de la matière polymérique, l’une et/ou l’autre matière polymérique utilisée peut comporter des additifs ou charges, qui peuvent être ajoutés à l’étape de formulation du polymère ou, le cas échéant de filage des fils, par exemple des pigments colorés ou des dissipateurs de charge électrique, des retardateurs de flamme, etc. If necessary and depending on the choice of the polymeric material, one and/or the other polymeric material used can comprise additives or fillers, which can be added during the step of formulating the polymer or, if necessary, of spinning threads, for example colored pigments or electric charge dissipators, flame retardants, etc.
Le taux de renforts/de matière de renfort est de préférence d’au moins 25%, en particulier d’au moins 35%, en volume dans le composite obtenu à partir de la préforme, et le cas échéant dans le tricot ou la préforme quand celui-ci/celle- ci est déjà formé(e) des deux matières polymériques P1 et P2 et qu’aucune matière polymérique n’est rajoutée lors de la réalisation du composite, le taux de matière de renfort étant le cas échéant d’au moins 80 % en volume dans le tricot ou la préforme quand celui-ci/celle-ci est formé(e) comme matière(s) polymérique(s) uniquement de la matière P1. La matière de renfort peut former un ou des fils de maille et/ou former ou se présenter par exemple sous forme de fils unidirectionnels intégrés au tricot, notamment en trame, cette matière de renfort pouvant former un ou des fils, seule ou en combinaison avec une matière polymérique (fil(s) mixte(s)) présente dans le tricot. Cette matière de renfort, destinée à former l’armature du composite (et ne devant par conséquent pas fondre lors de la réalisation dudit composite), est choisie par exemple parmi les matières suivantes : les matières inorganiques telles que le verre, le quartz, l’alumine, le carbone, le basalte, le métal ou une matière métallique ; les matières naturelles, telles que le lin, le chanvre, et éventuellement, selon le choix des matières polymériques P1 et P2, parmi les matières synthétiques, plastiques ou polymériques résistant thermiquement, telles que les aramides (para- ; méta-, par exemple le Kevlar®), le polyester ; le polyétheréthercétone (PEEK), polyéthercétonecétone (PEKK), le polysulfure de phénylène (PPS), etc; sa nature étant choisie notamment en fonction de sa température de changement d’état qui doit être supérieure au point de fusion ou de changement d’état de la ou des matières polymériques constituant la matrice du produit composite final. Le tricot selon l’invention est obtenu à partir d’au moins un fil continu (en particulier en matière polymérique et/ou en matière de renfort), ce fil formant des mailles entrelacées disposées en rangs successifs. Des fils de trame sont également le cas échéant ajoutés dans le tricot pendant le tricotage sous forme de fils unidirectionnels (des aiguilles passant par exemple les mailles ou boucles au-dessus des fils unidirectionnels et les maintenant en place). Des fils autres que des fils de maille(s) (c’est-à-dire formant les mailles du tricot) ou de trame peuvent également le cas échéant être présents (coutures ou fils de charge cousus, etc.). The rate of reinforcements/reinforcing material is preferably at least 25%, in particular at least 35%, by volume in the composite obtained from the preform, and where appropriate in the knit or the preform when the latter is already formed from the two polymeric materials P1 and P2 and when no polymeric material is added during the production of the composite, the rate of reinforcing material being, where appropriate, at least 80% by volume in the knit or the preform when the latter is formed as polymeric material(s) solely from the material P1. The reinforcing material may form one or more knit yarns and/or form or take the form, for example, of unidirectional yarns integrated into the knit, in particular in the weft, this reinforcing material possibly forming one or more yarns, alone or in combination with a polymeric material (mixed yarn(s)) present in the knit. This reinforcing material, intended to form the reinforcement of the composite (and therefore not having to melt during the production of said composite), is chosen for example from the following materials: inorganic materials such as glass, quartz, alumina, carbon, basalt, metal or metallic material; natural materials, such as flax, hemp, and optionally, depending on the choice of polymeric materials P1 and P2, from synthetic, plastic or heat-resistant polymeric materials, such as aramids (para-; meta-, for example Kevlar®), polyester; polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), polyphenylene sulfide (PPS), etc; its nature being chosen in particular as a function of its state change temperature which must be higher than the melting point or state change point of the polymeric material(s) constituting the matrix of the final composite product. The knit according to the invention is obtained from at least one continuous thread (in particular of polymeric material and/or of reinforcing material), this thread forming interlaced stitches arranged in successive rows. Weft yarns are also optionally added to the knit during knitting in the form of unidirectional yarns (needles passing, for example, the stitches or loops over the unidirectional yarns and holding them in place). Yarns other than knit(s) yarns (that is to say forming the knit stitches) or weft yarns may also be present where appropriate (seams or sewn filler yarns, etc.).
La méthode de tricotage du ou des fils utilisés peut être une méthode de tricotage trame (« weft knitting ») ou une méthode de tricotage chaîne (« warp knitting »), et est de préférence une méthode de tricotage trame. The knitting method of the yarn or yarns used may be a weft knitting method or a warp knitting method, and is preferably a weft knitting method.
En tricotage trame, (aussi appelé maille cueillie), le fil suit de façon privilégiée le sens des rangées (sens trame par analogie au tissu). Chaque boucle d’une même rangée est tricotée l’une après l’autre, et chaque rangée est tricotée l’une après l’autre, les mailles d’une nouvelle rangée étant cueillies par les mailles de la rangée inférieure. Un seul fil peut permettre de réaliser l’intégralité du tricot, et chaque aiguille est contrôlée individuellement, permettant de réaliser une forme 3D complexe. Dans cette technologie, le support dans lequel coulissent les aiguilles à tricoter est appelé fonture. Une machine peut utiliser deux fontures, la fonture la plus proche de l’utilisateur réalisant des mailles dites « avant », la seconde formant les mailles « arrière ». Il peut être possible de tricoter sur une seule fonture (tricotage simple fonture), sur deux fontures alternativement (on parle alors aussi de tricotage simple fonture) ou sur deux fontures simultanément (tricotage double fonture), selon le type de motifs ou de de structure (creuse, épaisse, etc) que l’on souhaite obtenir. In weft knitting (also called gathered stitch), the thread follows the direction of the rows in a privileged way (weft direction by analogy to the fabric). Each loop in the same row is knitted one after the other, and each row is knitted one after the other, with the stitches of a new row being picked up by the stitches of the lower row. A single thread can achieve the entire knitting, and each needle is individually controlled, allowing a complex 3D shape to be achieved. In this technology, the support in which the knitting needles slide is called needle bed. A machine can use two needle beds, the needle bed closest to the user making so-called “front” stitches, the second forming the “back” stitches. It may be possible to knit on a single needle bed (single needle bed knitting), on two needle beds alternately (this is also called single needle needle knitting) or on two needle beds simultaneously (double needle needle knitting), depending on the type of pattern or structure. (hollow, thick, etc.) that you want to obtain.
En tricotage chaîne (aussi appelé maille jetée), le fil suit de façon privilégiée le sens des colonnes (sens chaîne par analogie au tissu). Toutes les boucles d’une même rangée sont tricotées en même temps, chaque rangée étant tricotée l’une après l’autre. Il faut un fil par colonne de maille, les aiguilles étant liées en différents groupes. Les tricots réalisés par cette méthode sont généralement plats. In warp knitting (also called warp stitch), the yarn favorably follows the direction of the columns (warp direction by analogy to the fabric). All loops in one row are knitted at the same time, each row being knitted one after the other. One thread is needed per column of stitches, the needles being tied in different groups. Knits made by this method are usually flat.
Le tricotage peut en outre être réalisé par des machines de tricotage circulaire ou de tricotage rectiligne. Il est également possible de réaliser des tricots multi-parois en tricotant plusieurs couches simultanément en utilisant temporairement des aiguilles pour les parois supplémentaires. The knitting can also be carried out by circular knitting or rectilinear knitting machines. It is also possible to make multi-wall knits by knitting multiple layers simultaneously temporarily using needles for the extra walls.
De préférence selon l’invention, le ou les tricots utilisés sont obtenus par une technique de tricotage trame, rectiligne ou circulaire, et de préférence par une technique de tricotage trame rectiligne, cette technique permettant d’obtenir des formes 3D complexes. Preferably according to the invention, the knit or knits used are obtained by a weft, rectilinear or circular knitting technique, and preferably by a rectilinear weft knitting technique, this technique making it possible to obtain complex 3D shapes.
Le ou les fils utilisés pour faire le tricot peuvent être (chacun) de type unitaire (monofilament) ou formés d’un faisceau de filaments (multifilaments) tel que par exemple un fil de type « roving » (c’est-à-dire un ensemble de filaments continus parallèles assemblés sans torsion) ou un filé de fibres (c’est-à-dire un ensemble de fibres courtes discontinues assemblées par torsion), etc. Le cas échéant, un fil (de maille, de trame ou autre) peut être un assemblage de plusieurs fils ou filaments de matières différentes, cet assemblage pouvant se faire par retordage, guipage, etc, ou un fil peut également être un fil d’une matière entouré d’une autre matière (formant par exemple une gaine), ce type de fil incorporant deux matières différentes étant appelé fil mixte. Il est par exemple possible de réaliser un fil comportant de la matière polymérique et de la matière de renfort, par exemple par assemblage d’un fil de renfort et d’un fil thermoplastique, par guipage d’un fil d’une matière de renfort par un fil thermoplastique, etc, le tricotage de fils mixtes permettant d’obtenir aisément une préforme, sèche, contenant à la fois le renfort et la matrice. Il est aussi possible d’utiliser un ou des fils comportant une première matière polymérique, par exemple P1 , et une autre matière polymérique, par exemple P2, par assemblage de fils, ou encore par guipage, gainage, la matière P1 constituant alors en pratique la matière de guipage ou gainage des fils de matière P2 ; etcThe yarn or yarns used to make the knitting can be (each) of the unitary type (monofilament) or formed from a bundle of filaments (multifilaments) such as for example a yarn of the "roving" type (that is to say a set of parallel continuous filaments assembled without twisting) or a fiber yarn (i.e. a set of short staple fibers assembled by twisting), etc. If necessary, a yarn (knit, weft or other) can be an assembly of several yarns or filaments of different materials, this assembly being able to be done by twisting, wrapping, etc., or a yarn can also be a yarn of a material surrounded by another material (forming for example a sheath), this type of yarn incorporating two different materials being called mixed yarn. It is for example possible to produce a yarn comprising polymeric material and reinforcing material, for example by assembling a reinforcing yarn and a thermoplastic yarn, by wrapping a yarn of a reinforcing material by a thermoplastic yarn, etc., the knitting of mixed yarns making it possible to easily obtain a dry preform, containing both the reinforcement and the matrix. It is also possible to use one or more threads comprising a first polymeric material, for example P1, and another polymeric material, for example P2, by assembly of threads, or even by covering, sheathing, the material P1 then constituting in practice the material for covering or sheathing the yarns of material P2; etc
Généralement, la matière de renfort est présente dans le tricot selon l’invention sous forme de fil(s) de renfort ou de fils mixtes, en particulier sous forme de fil(s) de maille et/ou sous forme de fil(s) unidirectionnel(s), appelé(s) fil(s) UD, inséré(s), en particulier en fils de trame, pendant le tricotage, les fils de maille incluant une matière de renfort assurant notamment une meilleure tenue de la structure, tandis que les fils unidirectionnels incluant une matière de renfort permettent d’obtenir le renforcement (en particulier mécanique) escompté. Le tricot selon l’invention peut comprendre également en fil(s) de maille et/ou en fil(s) unidirectionnels et/ou de trame, un ou des fils comprenant au moins une matière polymérique (seule ou en mélange avec une autre matière polymérique ou avec une matière de renfort), les fils élaborés à partir de polymères (en particulier thermoplastiques) se prêtant mieux au tricotage (car peu sensibles au cisaillement, et présentant une résistance mécanique et une souplesse suffisantes). Le ou les fils unidirectionnels sont préférentiellement des fils UD 90°, c’est-à-dire en trame (disposés dans le sens des rangées), mais le cas échéant un ou des fils unidirectionnels du tricot peuvent être des fils UD 0°, c’est-à-dire disposés dans le sens des colonnes, perpendiculairement à la trame. Generally, the reinforcing material is present in the knit according to the invention in the form of reinforcing yarn(s) or mixed yarns, in particular in the form of knit yarn(s) and/or in the form of yarn(s) unidirectional(s), called UD thread(s), inserted, in particular into weft threads, during knitting, the mesh threads including a reinforcing material ensuring in particular a better hold of the structure, while that the unidirectional yarns including a reinforcing material make it possible to obtain the expected (in particular mechanical) reinforcement. The knit according to the invention may also comprise knit yarn(s) and/or unidirectional and/or weft yarn(s), one or more yarns comprising at least one polymeric material (alone or in a mixture with another polymeric material or with a reinforcing material), the yarns made from polymers (in particular thermoplastics) lending themselves better to knitting (because they are not very sensitive to shearing, and have mechanical and sufficient flexibility). The unidirectional yarn(s) are preferably UD 90° yarns, that is to say in the weft (arranged in the direction of the rows), but where appropriate one or more unidirectional yarns of the knitting can be UD 0° yarns, that is to say arranged in the direction of the columns, perpendicular to the frame.
Le tricot peut être obtenu en tricotant simultanément un ou plusieurs (par exemple de 2 à 10) fils de maille et un ou plusieurs (par exemple de 2 à 10) fils UD, le ou les fils de maille et le ou les fils UD pouvant comprendre des matières différentes. Comme déjà évoqué, un fil de maille et/ou un fil UD peut être formé d’une matière, et autour de ce fil peut être torsadé un fil d’une autre matière, notamment thermoplastique, ou ce fil peut être entouré d’une gaine de ladite autre matière, par exemple obtenue en faisant passer le(s) fil(s) dans un bain de matière thermoplastique (de plus bas point de fusion que la température de fusion ou de changement d’état de la matière constituant le fil) fondue, puis en co- extrudant l’ensemble. Le(s) fil(s) de maille et/ou le(s) fil(s) UD peuvent également être formés d’un mélange intime de filaments de matières différentes comme déjà évoqué. The knitting can be obtained by simultaneously knitting one or more (for example from 2 to 10) knit yarns and one or more (for example from 2 to 10) UD yarns, the knit yarn(s) and the UD yarn(s) possibly understand different subjects. As already mentioned, a knit yarn and/or a UD yarn can be made of one material, and around this yarn can be twisted a yarn of another material, in particular thermoplastic, or this yarn can be surrounded by a sheath of said other material, for example obtained by passing the wire(s) through a bath of thermoplastic material (with a lower melting point than the temperature of melting or change of state of the material constituting the wire ) melted, then by co-extruding the assembly. The knit yarn(s) and/or the UD yarn(s) can also be formed from an intimate mixture of filaments of different materials as already mentioned.
Les proportions des matières (polymérique(s) et de renfort) différentes dans le tricot/la préforme sont gérées notamment par l'alimentation des fils, le diamètre des fils, le choix des fils, etc. Il est aussi possible lors du tricotage de faire varier la nature, la densité, la composition, etc, des fils pour obtenir des zones différentes, néanmoins, dans la plupart des cas, la préforme et le produit composite obtenus selon l’invention présentent une composition uniforme et homogène sans zones différenciées ou à fonctionnalités différentes. La préforme est avantageusement constituée d’une seule pièce, sans couture et présente notamment une structure tridimensionnelle similaire ou adaptée à la forme du produit composite final, cette forme pouvant être par exemple conique, cylindrique, etc. The proportions of the different materials (polymer(s) and reinforcement) in the knit/the preform are managed in particular by the supply of the yarns, the diameter of the yarns, the choice of yarns, etc. It is also possible during knitting to vary the nature, density, composition, etc., of the yarns to obtain different zones, nevertheless, in most cases, the preform and the composite product obtained according to the invention have a uniform and homogeneous composition without differentiated zones or with different functionalities. The preform is advantageously made up of a single piece, without seams and has in particular a three-dimensional structure similar or adapted to the shape of the final composite product, this shape possibly being for example conical, cylindrical, etc.
L’épaisseur du tricot/ de la préforme (avant ou après pré-consolidation) est par exemple comprise entre 1 et 6 mm (sans préjuger de son épaisseur finale dans le produit composite). Le tricot peut présenter notamment un poids surfacique ou grammage de 100 à 2500 g/m2 et être réalisé avec des densités de 3 à 6 rangs/cm et de 2 à 4 colonnes/cm. The thickness of the knit/of the preform (before or after pre-consolidation) is for example between 1 and 6 mm (without prejudging its final thickness in the composite product). The knit may in particular have a weight area or basis weight from 100 to 2500 g/m 2 and be produced with densities of 3 to 6 rows/cm and 2 to 4 columns/cm.
Comme précédemment indiqué, le tricot/la préforme selon l’invention est généralement réalisé(e) par tricotage d’au moins un fil de matière polymérique P1 et/ou P2 et/ou de renfort, des fils UD étant rajoutés en trame pendant le tricotage (on peut également parler de tricotage trame simultané d’au moins un fil de maille et d’au moins un fil unidirectionnel). Le tricot/la préforme peut également être réalisée par tricotage d’au moins un fil mixte comportant de la matière polymérique et de la matière de renfort. As previously indicated, the knitting/the preform according to the invention is generally produced by knitting at least one yarn of polymeric material P1 and/or P2 and/or reinforcement, UD yarns being added in the weft during the knitting (one can also speak of simultaneous weft knitting of at least one mesh yarn and at least one unidirectional yarn). The knit/the preform can also be made by knitting at least one mixed yarn comprising the polymeric material and the reinforcing material.
La préforme est ensuite pré-consolidée par chauffage, notamment sous pression (à une pression par exemple de l’ordre de 1 à 20 bars), à une température d’au moins la température de fusion de la matière P1 , rendant ladite matière visqueuse ou liquide, le refroidissement ensuite de la préforme permettant d’obtenir un produit présentant une tenue et rigidité plus importante que la préforme initiale (avant pré-consolidation), et présentant déjà une forme proche du produit composite à obtenir. The preform is then pre-consolidated by heating, in particular under pressure (at a pressure for example of the order of 1 to 20 bars), at a temperature of at least the melting temperature of the material P1, making said material viscous or liquid, the subsequent cooling of the preform making it possible to obtain a product having greater strength and rigidity than the initial preform (before pre-consolidation), and already having a shape close to the composite product to be obtained.
Le cas échéant, lorsque la matière polymérique P2 destinée à faire partie ou former la matrice du produit composite est déjà présente dans le tricot/la préforme et si la quantité de cette matière apportée par les fils (de maille et/ou UD) est suffisante, le produit composite peut ensuite être directement obtenu par chauffage, notamment sous pression (à une pression par exemple de l’ordre de 1 à 20 bars), de la préforme pré-consolidée sans ajout de matière polymérique/résine supplémentaire par injection ou infusion. If applicable, when the polymeric material P2 intended to be part of or form the matrix of the composite product is already present in the knit/the preform and if the quantity of this material provided by the yarns (knit and/or UD) is sufficient , the composite product can then be directly obtained by heating, in particular under pressure (at a pressure for example of the order of 1 to 20 bars), of the pre-consolidated preform without adding additional polymeric material/resin by injection or infusion .
Dans un autre mode de réalisation, lorsque le tricot/la préforme comprend comme matière(s) polymérique(s) la matière P1 uniquement, la matière polymérique P2 est ensuite introduite en voie liquide dans un moule, comme déjà mentionné, en particulier lors de la réalisation du composite. In another embodiment, when the knit/the preform comprises as polymeric material(s) the material P1 only, the polymeric material P2 is then introduced by the liquid route into a mold, as already mentioned, in particular during the production of the composite.
Comme déjà évoqué précédemment, le procédé de réalisation du produit composite depuis l’opération initiale de tricotage comprend avantageusement deux étapes de traitement et/ou de chauffage et/ou de fusion de matières thermoplastiques, la première étape (celle de la pré-consolidation) s’opérant en particulier à une température inférieure à la température de la deuxième étape (celle de la consolidation définitive du produit composite). La première étape de chauffage pour pré-consolider la préforme (étape c citée précédemment) est réalisée en déposant la préforme dans ou sur un moule, le moule étant le cas échéant refermé et mis le cas échéant sous pression (par exemple de 1 à 10 bars ) et le moule étant mis en chauffe par un chauffage, notamment de type à induction ou étuve, jusqu’à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 (cette température n’excédant pas de préférence 225 °C, voire 200 °C, voire 180°C ou même 160°C), la température étant maintenue quelques minutes . Après refroidissement, la préforme pré-consolidée peut être extraite ou laissée le cas échéant dans le moule et/ou sur son support, pour l’étape de consolidation. As already mentioned above, the process for producing the composite product from the initial knitting operation advantageously comprises two stages of treatment and/or heating and/or melting of thermoplastic materials, the first stage (that of pre-consolidation) taking place in particular at a temperature lower than the temperature of the second stage (that of the final consolidation of the composite product). The first heating step to pre-consolidate the preform (step c mentioned above) is carried out by depositing the preform in or on a mould, the mold being closed if necessary and put if necessary under pressure (for example from 1 to 10 bars) and the mold being heated by heating, in particular of the induction or oven type, to a temperature greater than or equal to the melting point T1 (this temperature preferably not exceeding 225° C., or even 200° C. C, or even 180° C. or even 160° C.), the temperature being maintained for a few minutes. After cooling, the pre-consolidated preform can be extracted or left if necessary in the mold and/or on its support, for the consolidation step.
Alternativement, après dépôt dans le moule et/ou sur un support (tel qu’une vessie en silicone), la première étape de chauffage peut être réalisée en chauffant localement, le cas échéant sous pression, autant que nécessaire par exemple à l’aide d’une sonde à ultrasons. Alternatively, after deposition in the mold and/or on a support (such as a silicone bladder), the first heating step can be carried out by heating locally, if necessary under pressure, as much as necessary, for example using of an ultrasound probe.
Le moule utilisé pour le premier chauffage peut être formé d’une partie rigide et d’un contre moule rigide ou souple (par exemple sous forme d’une bâche). Le cas échéant, la préforme peut avoir été préalablement drapée ou être alternativement drapée sur un support ou mandrin, en particulier déformable, par exemple une vessie ou membrane silicone, l’ensemble préforme/support pouvant ensuite être déposé dans un moule ou chauffé localement par exemple par des sondes à ultrasons. Le cas échéant le vide peut être tiré dans le moule utilisé. The mold used for the first heating can be formed of a rigid part and a rigid or flexible counter mold (for example in the form of a tarpaulin). Where appropriate, the preform may have been draped beforehand or alternatively be draped over a support or mandrel, in particular deformable, for example a silicone bladder or membrane, the preform/support assembly then being able to be deposited in a mold or locally heated by example by ultrasonic probes. If necessary, the vacuum can be drawn into the mold used.
La deuxième étape de chauffage ou consolidation de la préforme pré consolidée est ensuite opérée dans un moule (le cas échéant formé de partie(s) rigide(s) ou souple(s) comme indiqué précédemment), ce moule pouvant le cas échéant être le même que celui utilisé pour la pré-consolidation ou un moule différent, pour opérer la consolidation (selon l’étape g précédemment citée) et obtenir le produit composite recherché, l’étape de chauffage pour obtenir cette consolidation étant le cas échéant précédée d’une étape d’injection d’une matière polymérique (par exemple la matière P2) ou effectuée simultanément avec ladite étape d’injection (étape f). The second step of heating or consolidating the pre-consolidated preform is then carried out in a mold (if necessary formed from rigid part(s) or flexible part(s) as indicated above), this mold possibly being the same as that used for the pre-consolidation or a different mould, to carry out the consolidation (according to step g mentioned above) and obtain the desired composite product, the heating step to obtain this consolidation being, if necessary, preceded by a step of injecting a polymeric material (for example material P2) or performed simultaneously with said injection step (step f).
Selon un premier mode de réalisation, utilisant notamment une préforme tri-composants telle que précédemment décrite, le procédé de fabrication du composite peut ne pas comprendre d’étape (étape f) d’ajout (notamment d’injection et/ou d’infusion) d’une autre matière thermoplastique, la préforme étant par exemple réalisée en adaptant le ratio des matières thermoplastiques et de la matière de renfort pour obtenir le composite directement sans ajout de matière supplémentaire. La préforme pré-consolidée devient ainsi directement le produit composite après mise dans le moule et chauffage sous pression, avant retrait du produit du moule et de son support éventuel. According to a first embodiment, using in particular a three-component preform as previously described, the process for manufacturing the composite may not include a step (step f) of adding (in particular injection and/or infusion ) of another thermoplastic material, the preform being for example made by adapting the ratio of the thermoplastic materials and of the reinforcing material to obtain the composite directly without adding additional material. The pre-consolidated preform thus directly becomes the composite product after placing in the mold and heating under pressure, before removing the product from the mold and its possible support.
Selon un autre mode de réalisation, une matière polymérique destinée à former ou faire partie de la matrice du composite est injectée avant ou pendant le chauffage de l’étape g). A cet effet, la préforme pré-consolidée peut être par exemple disposée (ou « drapée ») sur la paroi intérieure d'une première partie, rigide, de moule. Ensuite, selon le moule utilisé, soit une seconde partie, rigide, du moule peut être fermée, puis la matière polymérique est injectée sous pression en un ou différents points (opération par exemple de type moulage par transfert ou injection de résine), en particulier pour recouvrir toute la surface de la préforme, soit une bâche ou une membrane souple est disposée comme contre-moule et la matière polymérique additionnelle est introduite en réalisant une dépression en différents points de ladite bâche (opération par exemple de type moulage par infusion ou infusion sous vide), en particulier pour recouvrir toute la surface de la préforme. Ces divers points d'injection ou de tirage par dépression ont pour but de permettre le fluage et la répartition de la matière polymérique. Ce mode de réalisation présentant une étape d’injection et/ou d’infusion est utilisé notamment lorsque la préforme est en majorité constituée de matière de renfort, formant l'armature, et de matière P1 . According to another embodiment, a polymeric material intended to form or form part of the matrix of the composite is injected before or during the heating of step g). For this purpose, the pre-consolidated preform can for example be arranged (or “draped”) on the inner wall of a first, rigid part of the mould. Then, depending on the mold used, either a second, rigid part of the mold can be closed, then the polymeric material is injected under pressure at one or different points (operation for example of the transfer molding or resin injection type), in particular to cover the entire surface of the preform, either a tarpaulin or a flexible membrane is placed as a counter-mold and the additional polymeric material is introduced by creating a depression at different points of said tarpaulin (operation for example of the infusion or infusion molding type under vacuum), in particular to cover the entire surface of the preform. The purpose of these various points of injection or pulling by depression is to allow the flow and the distribution of the polymeric material. This embodiment having an injection and/or infusion step is used in particular when the preform is mainly made up of reinforcing material, forming the reinforcement, and of material P1.
La matière polymérique ajoutée doit être compatible avec les matériaux déjà constitutifs de la préforme. Cette matière ajoutée est en particulier la matière polymérique P2 lorsque la préforme en est dénuée ou lorsqu’elle en comprend en proportion insuffisante. Le cas échéant une autre matière polymérique P3 peut également être ajoutée, notamment lorsque la préforme comprend déjà les matières P1 et P2, par exemple pour former un mélange composite plus complexe et/ou former des surmoulages, etc. The polymeric material added must be compatible with the materials already constituting the preform. This added material is in particular the polymeric material P2 when the preform is devoid of it or when it comprises an insufficient proportion. If necessary, another polymeric material P3 can also be added, in particular when the preform already comprises the materials P1 and P2, for example to form a more complex composite mixture and/or to form overmouldings, etc.
De préférence, en cas d’ajout (imprégnation) d’une matière polymérique à la préforme pré-consolidée (étape f), on utilise notamment comme mode d’ajout le transfert ou l’injection de résine consistant à injecter, généralement à basse pression (par exemple de l’ordre 1 à 4 bars ), la résine (ou matière polymérique) liquide dans un moule fermé, en un ou plusieurs points, la résine injectée migrant dans l'empreinte du moule et imprégnant toute la structure (préforme) déposée dans le moule, l'injection de résine étant stoppée lorsque l'empreinte du moule est complètement remplie et le moule étant alors mis en chauffe. L’injection peut parfois être réalisée à des pressions plus élevées (allant par exemple jusqu’à 15 ou 20 bars) pour des résines très visqueuses. Alternativement, l’infusion consiste en la mise sous vide, dans un moule fermé, de la préforme qui est imprégnée par la suite avec l’arrivée de matière polymérique qui est aspirée par la dépression créée dans le moule. Preferably, in the event of addition (impregnation) of a polymeric material to the pre-consolidated preform (step f), use is made in particular as a mode of addition of the transfer or injection of resin consisting in injecting, generally at low pressure (for example of the order of 1 to 4 bars), the liquid resin (or polymeric material) in a closed mould, at one or more points, the injected resin migrating in the mold cavity and impregnating the entire structure (preform) deposited in the mould, the injection of resin being stopped when the mold cavity is completely filled and the mold then being heated. The injection can sometimes be carried out at higher pressures (for example up to 15 or 20 bars) for very viscous resins. Alternatively, the infusion consists of placing the preform under vacuum, in a closed mould, which is subsequently impregnated with the arrival of polymeric material which is sucked up by the depression created in the mould.
Le traitement ou la consolidation (étape g) selon l’invention peut se faire notamment à une température supérieure à 250 °C, en particulier supérieure à 300°C, le cas échéant sous une pression de 1 à 20 bars durant par exemple quelques dizaines de minutes. Le cas échéant, le vide peut être utilisé pour l’étape f) ou g). En particulier, le traitement et/ou la consolidation peut s’effectuer en opérant la compaction via tirage du vide entre une membrane souple (vessie silicone) ou une bâche et une partie de moule, ou par mise sous pression d’une membrane souple ou bâche afin de plaquer la préforme contre les parois du moule, ou par compaction en tirant le vide et en injectant de la pression à l'intérieur de la membrane, ou par compaction/thermoformage dans un moule/contre-moule rigide(s) (de type poinçon/matrice), etc. Le produit composite obtenu peut ensuite être retiré du moule, après refroidissement. The treatment or consolidation (step g) according to the invention can be carried out in particular at a temperature above 250° C., in particular above 300° C., if necessary under a pressure of 1 to 20 bars for for example a few tens minutes. If necessary, vacuum can be used for step f) or g). In particular, the treatment and/or the consolidation can be carried out by operating the compaction via drawing a vacuum between a flexible membrane (silicone bladder) or a tarpaulin and a part of the mould, or by pressurizing a flexible membrane or tarpaulin in order to press the preform against the walls of the mould, or by compaction by pulling the vacuum and injecting pressure inside the membrane, or by compaction/thermoforming in a rigid mould/counter-mould(s) ( punch/die type), etc. The composite product obtained can then be removed from the mould, after cooling.
La présente invention a permis d’obtenir de façon simple et économique, des produits finis sans raccord (avec une bonne continuité du profil aérodynamique), sans perte ni chute de matière, et présentant une bonne résistance et une bonne tenue. The present invention has made it possible to obtain, in a simple and economical way, finished products without connection (with a good continuity of the aerodynamic profile), without loss or fall of material, and having good resistance and good resistance.
La préforme pré-consolidée selon l’invention peut notamment être utilisée pour la réalisation de produits composites dans les domaines de l'aéronautique (en particulier pour la fabrication de radômes), du bâtiment, du médical, du mobilier, de l’automobile etc. Le cas échéant, la préforme peut ne constituer qu’une zone spécifique d’un produit final composite, mais avantageusement elle permet d’obtenir directement le produit composite complet (indépendamment ensuite de l’ajout d’autres composants et accessoires). The pre-consolidated preform according to the invention can in particular be used for the production of composite products in the fields of aeronautics (in particular for the manufacture of radomes), building, medical, furniture, automobiles, etc. . Where appropriate, the preform may constitute only a specific zone of a final composite product, but advantageously it makes it possible to obtain the complete composite product directly (independently of the addition of other components and accessories).
Les produits composites obtenus, formés d’une matrice en matière polymérique renforcée par des fibres de renfort, comportent en particulier entre 55 et 75% en volume de matière polymérique, et entre 25 et 45 % en volume de fibres de renfort. The composite products obtained, formed from a matrix of polymeric material reinforced by reinforcing fibers, comprise in particular between 55 and 75% by volume of polymeric material, and between 25 and 45% by volume of reinforcing fibers.
Les exemples suivants illustrent de façon non limitative la présente invention. The following examples illustrate the present invention without limitation.
Exemple 1 : Dans le premier exemple selon l’invention, on a réalisé une préforme formée d’un ou plusieurs tricots tri-composants, en trois dimensions de forme conique, présentant déjà toutes les matières nécessaires à l’obtention d’un produit composite de type radôme, en tricotant simultanément, pour chaque tricot, par la méthode de tricotage trame : Example 1: In the first example according to the invention, a preform was produced formed from one or more tri-component knits, in three dimensions of conical shape, already having all the materials necessary for obtaining a composite product of the radome type, by knitting simultaneously, for each knit, by the weft knitting method:
- en maille, un ou des fils mixtes formés de filaments d’une première matière polymérique thermoplastique P1 , par exemple de polycarbonate ou de PMMA de point de fusion T1 , et de filaments d’une matière de renfort, par exemple de verre ou de quartz, - in mesh, one or more mixed yarns formed of filaments of a first thermoplastic polymeric material P1, for example polycarbonate or PMMA with a melting point T1, and filaments of a reinforcing material, for example glass or quartz,
- en trame, un ou des fils unidirectionnels mixtes formés de filaments d’une matière de renfort, par exemple de verre ou de quartz, et de filaments d’une deuxième matière polymérique thermoplastique P2, par exemple de PEEK de point de fusion T2. - in the weft, one or more mixed unidirectional yarns formed of filaments of a reinforcing material, for example glass or quartz, and filaments of a second thermoplastic polymeric material P2, for example PEEK with a melting point T2.
La proportion de matière P1 était de 5% en volume, celle de matière P2 de 55% en volume et celle de matière de renforts de 40% en volume. The proportion of material P1 was 5% by volume, that of material P2 55% by volume and that of reinforcement material 40% by volume.
Le ou les tricots (le cas échéant superposés) a/ont ensuite été drapé(s) sur une vessie en silicone, ce(s) tricot(s) formant alors une préforme, et l’ensemble a été déposé dans un premier moule en acier pour la pré consolidation de la préforme. Le moule a été refermé et le vide tiré et le moule a été mis en chauffe rapide par un chauffage de type à induction jusqu’à une température supérieure ou égale à la température de fusion T1 mais inférieure à la température de fusion T2. La température a été maintenue quelques minutes. Après refroidissement, la vessie a été retirée et la préforme a été extraite du moule. Cette préforme pré-consolidée obtenue pouvait être aisément manipulée. The knit(s) (possibly superimposed) was/were then draped over a silicone bladder, this/these knit(s) then forming a preform, and the assembly was deposited in a first mold by steel for the pre-consolidation of the preform. The mold was closed and the vacuum pulled and the mold was heated rapidly by induction-type heating to a temperature greater than or equal to the melting temperature T1 but lower than the melting temperature T2. The temperature was maintained for a few minutes. After cooling, the bladder was removed and the preform was extracted from the mold. This obtained pre-consolidated preform could be easily handled.
La préforme pré-consolidée a ensuite été placée dans un moule fermé par un contre-moule souple, puis cuite/consolidée/soumise à un traitement final de consolidation, en effectuant un traitement thermique sous vide à une température supérieure ou égale à la température de fusion T2 et inférieure à la température de changement d’état de la matière de renfort TR pour donner (après refroidissement) un produit composite, sans nécessairement ajout de résine. Le produit composite, unitaire et sans couture, était constitué de : 5% en volume de matière P1 , 55% en volume de matière P2 et 40% en volume de matière de renforts. The pre-consolidated preform was then placed in a mold closed by a flexible counter-mould, then fired/consolidated/subjected to a final consolidation treatment, by carrying out a heat treatment under vacuum at a temperature greater than or equal to the temperature of fusion T2 and lower than the temperature of change of state of the reinforcement material TR to give (after cooling) a composite product, without necessarily adding resin. The composite product, unitary and seamless, consisted of: 5% by volume of P1 material, 55% by volume of P2 material and 40% by volume of reinforcement material.
Exemple 2 : Dans ce second exemple selon l’invention, on a réalisé une préforme formée d’un ou plusieurs tricots tri-composants, en trois dimensions de forme conique, présentant déjà toutes les matières nécessaires à l’obtention d’un produit composite de type radôme, en procédant comme dans l’exemple 1 à la différence que le ou les tricots initial/initiaux a/ont été réalisé(s) cette fois en tricotant simultanément, par la méthode de tricotage trame ; et uniquement en maille, un ou des fils mixtes formés de filaments d’une matière polymérique thermoplastique P2, par exemple de PEEK de point de fusion T2, et de filaments d’une matière de renfort, par exemple de verre ou de quartz, ce ou ces fils mixtes étant guipés par une matière thermoplastique P1 de point de fusion T1 , par exemple de polycarbonate ou de PMMA, Example 2: In this second example according to the invention, a preform formed of one or more tri-component knits, in three dimensions of conical shape, was produced, already having all the materials necessary for obtaining a composite product of the radome type, proceeding as in Example 1 except that the initial/initial knitting(s) was/were made this time by knitting simultaneously, by the weft knitting method; and only in mesh, one or more mixed yarns formed of filaments of a thermoplastic polymeric material P2, for example of PEEK with a melting point T2, and of filaments of a reinforcing material, for example of glass or quartz, this or these mixed yarns being covered by a thermoplastic material P1 with a melting point T1, for example polycarbonate or PMMA,
La proportion de matière P1 était de 5% en volume, celle de matière P2 de 55% en volume et celle de matière de renforts de 40% en volume. The proportion of material P1 was 5% by volume, that of material P2 55% by volume and that of reinforcement material 40% by volume.
Le ou les tricots ont ensuite été drapée(s) sur un mandrin pour la pré consolidation de la préforme formée du ou des tricots. A l’aide d’une sonde ultrason, une chauffe manuelle sous pression a été appliquée localement autant de fois que nécessaire pour obtenir la pré-consolidation souhaitée. The knit(s) were then draped over a mandrel for pre-consolidation of the formed preform of the knit(s). Using an ultrasound probe, manual heating under pressure was applied locally as many times as necessary to obtain the desired pre-consolidation.
La préforme pré-consolidée ou le produit composite unitaire et sans couture obtenu en procédant ensuite comme dans l’exemple 1 , étaient chacun constitués de : 5% en volume de matière P1 , 55% en volume de matière P2 et 40% en volume de matière de renforts. The pre-consolidated preform or the unitary and seamless composite product obtained by then proceeding as in Example 1, each consisted of: 5% by volume of material P1, 55% by volume of material P2 and 40% by volume of reinforcement material.
Exemple 3 : Dans ce troisième exemple selon l’invention, on a réalisé une préforme formée d’un ou plusieurs tricots bi-composants en trois dimensions de forme conique, en tricotant par la méthode de tricotage trame: Example 3: In this third example according to the invention, a preform was made formed of one or more bi-component knits in three dimensions of conical shape, by knitting by the weft knitting method:
- en maille, un ou des fils mixtes formés de filaments d’une première matière polymérique thermoplastique P1 , par exemple de polycarbonate ou de PMMA de point de fusion T1 , et de filaments d’une matière de renfort, par exemple de verre ou de quartz, - in mesh, one or more mixed yarns formed of filaments of a first thermoplastic polymeric material P1, for example polycarbonate or PMMA with a melting point T1, and filaments of a reinforcing material, for example glass or quartz,
- en trame, un ou des fils de renfort unidirectionnels, par exemple fil(s) de verre ou de quartz. La proportion de matière P1 était de 11 % en volume, celle de matière de renforts de 89% en volume dans le tricot/dans la préforme. - In the weft, one or more unidirectional reinforcing threads, for example glass or quartz thread(s). The proportion of material P1 was 11% by volume, that of reinforcement material 89% by volume in the knit/in the preform.
Le ou les tricots ont ensuite été drapé(s) sur une vessie en silicone, ce(s) tricot(s) (le cas échéant superposés) formant ainsi une préforme, et l’ensemble a été déposé dans un premier moule en acier pour la pré-consolidation de la ou des préformes. Le moule a été refermé et le vide tiré, et le moule a été mis en chauffe rapide par un chauffage de type à induction jusqu’à une température supérieure ou égale à la température de fusion T1 mais inférieure à la température de changement d’état ÏRde la matière de renfort. La température a été maintenue quelques minutes. Après refroidissement, la vessie a été retirée et la préforme a été extraite du moule La préforme pré-consolidée obtenue pouvait être aisément manipulée. The knit(s) were then draped over a silicone bladder, this (these) knit(s) (possibly superimposed) thus forming a preform, and the assembly was placed in a first steel mold to pre-consolidation of the preform or preforms. The mold was closed and the vacuum pulled, and the mold was rapidly heated by induction type heating to a temperature greater than or equal to the melting temperature T1 but lower than the change of state temperature Пreinforcement material. The temperature was maintained for a few minutes. After cooling, the bladder was removed and the preform was extracted from the mold. The pre-consolidated preform obtained could be easily handled.
La préforme pré-consolidée a ensuite été placée dans un moule fermé par un contre-moule, puis une matière polymérique P2 de point de fusion T2, par exemple en PEEK a été injectée, et la préforme a été cuite/consolidée/soumise à un traitement final de consolidation, en effectuant un traitement thermique sous vide à une température supérieure à la température de fusion T2 et inférieure à la température TR pour donner (après refroidissement) un produit composite. The pre-consolidated preform was then placed in a mold closed by a counter-mold, then a polymeric material P2 with a melting point T2, for example PEEK was injected, and the preform was baked/consolidated/subjected to a final consolidation treatment, by carrying out a heat treatment under vacuum at a temperature higher than the melting temperature T2 and lower than the temperature TR to give (after cooling) a composite product.
Le produit composite final, unitaire et sans couture, était constitué de : 5% en volume de matière P1 , 55% en volume de matière P2 et 40% en volume de matière de renforts. The final composite product, unitary and seamless, consisted of: 5% by volume of P1 material, 55% by volume of P2 material and 40% by volume of reinforcement material.
Exemple 4 Example 4
Dans ce quatrième exemple selon l’invention, on a réalisé une préforme formée d’un ou plusieurs tricots bi-composants en trois dimensions de forme conique, en tricotant par la méthode de tricotage trame : In this fourth example according to the invention, a preform formed of one or more bi-component knits in three dimensions of conical shape was produced, by knitting by the weft knitting method:
- en maille, un ou des fils mixtes formés de filaments d’une première matière polymérique thermoplastique P1 , par exemple de polycarbonate de point de fusion T1 , et de filaments d’une matière de renfort, par exemple de verre ou de quartz, - in mesh, one or more mixed yarns formed of filaments of a first thermoplastic polymeric material P1, for example polycarbonate with a melting point T1, and filaments of a reinforcing material, for example glass or quartz,
- en trame, un ou des fils de renfort unidirectionnels, par exemple fil(s) de verre ou de quartz. - In the weft, one or more unidirectional reinforcing threads, for example glass or quartz thread(s).
La proportion de matière P1 était de 10% en volume, celle de matière de renforts de 90% en volume dans le tricot/dans la préforme. Le ou les tricots ont ensuite été drapé(s) sur une vessie en silicone, ce(s) tricot(s) (le cas échéant superposés) formant ainsi une préforme. The proportion of material P1 was 10% by volume, that of reinforcement material 90% by volume in the knit/in the preform. The knit(ies) were then draped over a silicone bladder, this(these) knit(s) (possibly superimposed) thus forming a preform.
Après dépôt sur la vessie silicone, la première étape de chauffage est réalisée en chauffant localement à l’aide d’une sonde à ultrasons. La préforme pré-consolidée drapée sur la vessie silicone est ensuite été placée dans un moule, puis une matière polymérique thermodurcissable, par exemple en une résine époxy a été injectée, et la préforme a été cuite/consolidée/soumise à un traitement final de consolidation, en effectuant un traitement thermique sous vide à une température nécessaire à la réticulation de la résine pour donner (après refroidissement) un produit composite. After deposition on the silicone bladder, the first heating step is carried out by heating locally using an ultrasound probe. The pre-consolidated preform draped over the silicone bladder is then placed in a mold, then a thermosetting polymeric material, for example an epoxy resin, has been injected, and the preform has been baked/consolidated/subjected to a final consolidation treatment , by carrying out a heat treatment under vacuum at a temperature necessary for the crosslinking of the resin to give (after cooling) a composite product.
Le produit composite final, unitaire et sans couture, était constitué de : 5% en volume de matière P1 , 50% en volume de matière P2 et 45% en volume de matière de renforts. The final composite product, unitary and seamless, consisted of: 5% by volume of P1 material, 50% by volume of P2 material and 45% by volume of reinforcement material.
Les préformes pré-consolidées selon l'invention peuvent notamment être utilisés avec avantage pour produire de nouvelles pièces composites destinées notamment à l’aéronautique ou à être utilisées dans le domaine des radiofréquences, notamment pour la fabrication de radômes, etc. The pre-consolidated preforms according to the invention can in particular be used with advantage to produce new composite parts intended in particular for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, in particular for the manufacture of radomes, etc.

Claims

REVENDICATIONS
1. Préforme pré-consolidée réalisée par tricotage, ladite préforme étant destinée à la fabrication d’un produit composite, cette préforme étant formée d’au moins un tricot comprenant au moins une matière polymérique et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ledit tricot comprenant une matière polymérique thermoplastique P1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme pré-consolidée et faisant office de colle dans ladite préforme pré-consolidée. 1. Pre-consolidated preform produced by knitting, said preform being intended for the manufacture of a composite product, this preform being formed of at least one knit comprising at least one polymeric material and at least one yarn of at least one material reinforcement, said knit comprising a thermoplastic polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said pre-consolidated preform and acting as glue in said pre-consolidated preform.
2. Préforme pré-consolidée selon la revendication 1 , caractérisée en ce que ledit tricot ou ladite préforme pré-consolidée comprend au moins une matière polymérique thermoplastique P2 présentant un point de fusion T2, cette matière polymérique P2 étant en particulier destinée à former la matrice d’un produit composite, la matière polymérique P1 présentant un point de fusion T1 inférieur au point de fusion T2, ladite matière P2 formant notamment au moins un fil de ladite préforme pré-consolidée. 2. Pre-consolidated preform according to claim 1, characterized in that said knit or said pre-consolidated preform comprises at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, this polymeric material P2 being in particular intended to form the matrix of a composite product, the polymeric material P1 having a melting point T1 lower than the melting point T2, said material P2 forming in particular at least one thread of said pre-consolidated preform.
3. Préforme pré-consolidée selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit tricot, ou ladite préforme pré-consolidée, comprend au moins un fil d’au moins une matière polymérique, et au moins un fil de renfort. 3. Pre-consolidated preform according to one of claims 1 or 2, characterized in that said knit, or said pre-consolidated preform, comprises at least one thread of at least one polymeric material, and at least one reinforcing thread .
4. Préforme pré-consolidée selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit tricot est obtenu par une technique de tricotage trame rectiligne. 4. Preconsolidated preform according to one of claims 1 to 3 characterized in that said knitting is obtained by a rectilinear weft knitting technique.
5. Procédé de fabrication d'une préforme pré-consolidée destinée à la fabrication d'un produit composite, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : 5. Process for manufacturing a pre-consolidated preform intended for the manufacture of a composite product, said process comprising the following steps:
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort , la matière polymérique thermoplastique P1 de plus bas point de fusion T1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, - a) the production of at least one preform formed from at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, the thermoplastic polymer material P1 with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or of said preform,
- b) le dépôt de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule ou un support , - b) the deposition of the preform formed of at least said knit in or on a mold or a support,
-c) la fusion de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 , cette température étant le cas échéant, en cas de présence d’une autre matière polymérique thermoplastique, en particulier destinée à former la matrice dudit produit composite, inférieure au point de fusion de ladite autre matière, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique P1 , -c) the melting of the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 at a temperature greater than or equal to the melting point T1, this temperature being where appropriate, in the presence of another thermoplastic polymeric material, in particular intended to form the matrix of said composite product, lower than the melting point of said other material, to allow only the melting of the polymeric material P1,
- d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle. - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue.
6. Procédé de fabrication d'une préforme pré-consolidée selon la revendication 5, comprenant comme étapes a) et c) les étapes suivantes : 6. A method of manufacturing a pre-consolidated preform according to claim 5, comprising as steps a) and c) the following steps:
- a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant au moins une matière polymérique thermoplastique P2 présentant un point de fusion T2, et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, et comprenant au moins une matière polymérique P1 , de point de fusion T1 inférieur au point de fusion T2, ladite matière polymérique P1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot: - a) the production of at least one preform formed from at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, and comprising at least one at least one yarn of at least one reinforcing material, and comprising at least one polymeric material P1, with a melting point T1 lower than the melting point T2, said polymeric material P1 representing less than 20% by volume of said knit:
- c) la fusion de la matière polymérique P1 à une température supérieure ou égale à T1 et inférieure à T2. - c) the melting of the polymeric material P1 at a temperature greater than or equal to T1 and less than T2.
7. Procédé selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit tricot est obtenu par une technique de tricotage trame rectiligne. 7. Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that said knitting is obtained by a rectilinear weft knitting technique.
8. Tricot ou préforme réalisée par tricotage, destinée à la fabrication de produit(s) composite(s), comprenant au moins une matière polymérique thermoplastique P2 présentant un point de fusion T2, cette matière polymérique P2 étant en particulier destinée à former la matrice d’un produit composite, au moins une matière polymérique P1 de point de fusion T1 inférieur au point de fusion T2, destinée en particulier à faire office de colle, la matière polymérique P1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, et au moins une matière de renfort, la matière P1 formant en particulier un ou des fils dudit tricot ou de ladite préforme. 8. Knit or preform made by knitting, intended for the manufacture of composite product(s), comprising at least one thermoplastic polymeric material P2 having a melting point T2, this polymeric material P2 being in particular intended to form the matrix of a composite product, at least one polymeric material P1 with a melting point T1 lower than the melting point T2, intended in particular to act as an adhesive, the polymeric material P1 constituting less than 20% by volume of said knit or of said preform , and at least one reinforcing material, the material P1 forming in particular one or more threads of said knit or of said preform.
9. Tricot ou préforme selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il ou elle comprend au moins un fil de matière de renfort, la matière polymérique P1 et/ou la matière polymérique P2 étant sous forme d’au moins un fil et/ou formant au moins un fil mixte avec une autre desdites matières et/ou étant sous forme de guipage ou d’enrobage d’au moins un fil d’une autre desdites matières. 9. Knit or preform according to claim 8, characterized in that it comprises at least one thread of reinforcing material, the polymeric material P1 and/or the polymeric material P2 being in the form of at least one thread and/or or forming at least one mixed yarn with another of said materials and/or being in the form of covering or coating of at least one yarn of another of said materials.
10. Procédé de fabrication d'un produit composite, ce procédé comprenant les étapes suivantes : 10. Process for manufacturing a composite product, this process comprising the following steps:
- le dépôt dans un moule d’au moins une préforme pré-consolidée formée d’au moins un tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ledit tricot ou ladite préforme comprenant une matière polymérique thermoplastique de point de fusion T1 constituant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme et faisant office de colle dans ladite préforme pré-consolidée, ledit tricot comprenant éventuellement au moins une autre matière polymérique de point de fusion supérieur à T1 , - the deposition in a mold of at least one pre-consolidated preform formed of at least one knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and at least one thread of at least one reinforcing material, said knit or said preform comprising a thermoplastic polymeric material with a melting point T1 constituting less than 20% by volume of said knit or said preform and acting as glue in said pre-consolidated preform, said knit optionally comprising at least one other polymeric material with a melting point higher than T1 ,
- éventuellement l’imprégnation par une autre matière polymérique que la matière P1 , - possibly impregnation with a polymeric material other than material P1,
- le traitement ou la consolidation de ladite préforme pré-consolidée, le cas échéant imprégnée, présentant au moins ladite matière polymérique de point de fusion T 1 , une autre matière polymérique destinée à former la matrice du produit composite et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ce traitement ou cette consolidation s’opérant soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermoplastique, à une température supérieure ou égale au point de fusion de cette autre matière, soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermodurcissable, par réticulation de ladite matière, pour obtenir ledit produit composite, - the treatment or consolidation of said pre-consolidated preform, if necessary impregnated, having at least said polymeric material with a melting point T 1 , another polymeric material intended to form the matrix of the composite product and at least one yarn of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic, at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material, or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material, to obtain said composite product,
- le refroidissement du produit composite ainsi obtenu. - the cooling of the composite product thus obtained.
11 . Procédé de fabrication d'un produit composite selon la revendication 10, caractérisé en ce que le taux de matière polymérique P1 dans ledit produit composite est de moins de 10% en volume dudit produit composite, en particulier est inférieur ou égal à 5%. 11 . Process for manufacturing a composite product according to Claim 10, characterized in that the content of polymeric material P1 in the said composite product is less than 10% by volume of the said composite product, in particular is less than or equal to 5%.
12. Procédé de fabrication d'un produit composite selon l’une des revendications 10 ou 11 , caractérisé en ce qu’une matière polymérique P2 présentant un point de fusion T2 supérieur au point de fusion T1 , et destinée en particulier à former la matrice dudit produit composite, est ajoutée à la préforme pré-consolidée lors de la réalisation du composite, notamment par imprégnation de ladite préforme ou dudit tricot par ladite matière polymérique P2. 12. A method of manufacturing a composite product according to one of claims 10 or 11, characterized in that a polymeric material P2 having a melting point T2 higher than the melting point T1, and intended in particular to form the matrix said composite product, is added to the pre-consolidated preform during the production of the composite, in particular by impregnating said preform or said knit with said polymeric material P2.
13. Procédé de fabrication d'un produit composite, ce procédé comprenant les étapes suivantes : - a) la réalisation d’au moins une préforme formée d’au moins un tricot par tricotage à partir d’au moins un fil continu, ce tricot comprenant une ou des matières polymériques thermoplastiques et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, la matière polymérique thermoplastique de plus bas point de fusion T1 représentant moins de 20% en volume dudit tricot ou de ladite préforme, 13. Process for manufacturing a composite product, this process comprising the following steps: - a) the production of at least one preform formed from at least one knit by knitting from at least one continuous yarn, this knit comprising one or more thermoplastic polymeric materials and comprising at least one yarn of at least one reinforcing material, the thermoplastic polymeric material with the lowest melting point T1 representing less than 20% by volume of said knit or of said preform,
- b) le dépôt de la préforme formée d’au moins ledit tricot dans ou sur un moule ou un support, - b) the deposition of the preform formed of at least said knit in or on a mold or a support,
- c) la fusion de la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 , cette température étant le cas échéant, en cas de présence d’une autre matière polymérique thermoplastique, inférieure au point de fusion de ladite autre matière polymérique, pour permettre uniquement la fusion de la matière polymérique de plus bas point de fusion P1 , - c) the melting of the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 at a temperature greater than or equal to the melting point T1, this temperature being, where appropriate, in the event of the presence of another thermoplastic polymeric material, lower than the melting point of said other polymeric material, to allow only the melting of the polymeric material with the lowest melting point P1,
- d) le refroidissement de la préforme pour obtenir la préforme pré-consolidée, la matière polymérique P1 de plus bas point de fusion T1 faisant alors office de colle, - d) cooling the preform to obtain the pre-consolidated preform, the polymeric material P1 with the lowest melting point T1 then acting as glue,
- e) le dépôt dans un moule d’au moins ladite préforme pré-consolidée, - e) depositing in a mold at least said pre-consolidated preform,
- f) éventuellement l’imprégnation par une autre matière polymérique que la matière P1 , - f) optionally impregnation with a polymeric material other than material P1,
- g) le traitement ou la consolidation de ladite préforme pré-consolidée, le cas échéant imprégnée, présentant au moins ladite matière polymérique de point de fusion T 1 , une autre matière polymérique destinée à former la matrice du produit composite et au moins un fil d’au moins une matière de renfort, ce traitement ou cette consolidation s’opérant soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermoplastique, à une température supérieure ou égale au point de fusion de cette autre matière, soit, notamment dans le cas où l’autre matière polymérique est thermodurcissable, par réticulation de ladite matière, pour obtenir ledit produit composite, - g) the treatment or consolidation of said pre-consolidated preform, impregnated where appropriate, having at least said polymeric material with a melting point T 1 , another polymeric material intended to form the matrix of the composite product and at least one yarn of at least one reinforcing material, this treatment or this consolidation taking place either, in particular in the case where the other polymeric material is thermoplastic, at a temperature greater than or equal to the melting point of this other material, or, in particular in the case where the other polymeric material is thermosetting, by crosslinking of said material, to obtain said composite product,
- h) le refroidissement du produit composite ainsi obtenu. - h) cooling the composite product thus obtained.
14. Procédé selon l’une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend deux étapes de traitement et/ou de chauffage et/ou de fusion de matières thermoplastiques, la première étape s’opérant à une température inférieure à la température de la deuxième étape. 14. Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that it comprises two steps of treatment and / or heating and / or melting of thermoplastic materials, the first step taking place at a temperature below the second stage temperature.
15. Procédé selon l’une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la première étape de chauffage, ou étape c, est réalisée, après drapage éventuel de la préforme sur un support souple, tel qu’une vessie en silicone et dépôt de l’ensemble dans un moule, en mettant le moule en chauffe ou en chauffant la préforme localement jusqu’à une température supérieure ou égale au point de fusion T1 . 15. Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the first heating step, or step c, is carried out, after optional draping of the preform on a flexible support, such as a silicone bladder and deposit of the assembly in a mould, by heating the mold or by heating the preform locally to a temperature greater than or equal to the melting point T1.
16. Procédé selon l’une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que la seconde étape de chauffage, ou étape g, est réalisée à une température supérieure à 250 °C. 16. Method according to one of claims 10 to 15, characterized in that the second heating step, or step g, is carried out at a temperature above 250°C.
17. Produit composite, en particulier pièce destinée à l’aéronautique ou à être utilisée dans le domaine des radiofréquences, telle qu’un radôme, obtenu par le procédé selon l’une des revendications 10 à 16 et/ou à partir de la préforme pré-consolidée selon l’une des revendications 1 à 4, ledit produit comprenant au moins une matière polymérique P2, formant la matrice dudit composite, et comprenant au moins un fil d’au moins une matière de renfort, et au moins une matière polymérique P1 représentant moins de 10% en volume dudit produit. 17. Composite product, in particular part intended for aeronautics or to be used in the field of radio frequencies, such as a radome, obtained by the method according to one of claims 10 to 16 and/or from the preform pre-consolidated according to one of claims 1 to 4, said product comprising at least one polymeric material P2, forming the matrix of said composite, and comprising at least one thread of at least one reinforcing material, and at least one polymeric material P1 representing less than 10% by volume of said product.
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