FR2745745A1 - Manufacturing procedure for vessel of composition material with protective inner coating - Google Patents

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Abstract

The procedure consists of forming a solid core (7) made from a rigid material, e.g. sand or wax, inside an inflatable vessel (3), and applying a protective coating (4) to the surface of the latter. The protective coating is baked, is covered with resin-impregnated fibres (5) and placed in a mould (1, 2). After the inner core has been removed the resin is polymerised in an autoclave the inflatable vessel is removed. Prior to application of the resin-impregnated fibres the protective coating can be prepared by sand-blasting or applying a bonding primer, and after polymerisation or before it has been completed the polymer layer can be given an outer coating, e.g. of an elastomer film layer.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE EN MATERIAU COMPOSITE
COMPORTANT UNE CAVITE REVETUE D'UNE PROTECTION DE SURFACE
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite comportant une cavité revêtue d'une protection de surface. Elle s'applique en particulier à la réalisation de corps creux étanches, tels que par exemple des réservoirs ou des canalisations utilisés notamment dans les industries aéronautique, mécanique ou automobile.PROCESS FOR MANUFACTURING A PART OF COMPOSITE MATERIAL
COMPRISING A CAVITY COATED WITH SURFACE PROTECTION
The invention relates to a method of manufacturing a part made of composite material comprising a cavity coated with a surface protection. It applies in particular to the production of sealed hollow bodies, such as for example tanks or pipes used in particular in the aeronautical, mechanical or automotive industries.

Il est connu de réaliser une pièce creuse en matériau composite par drapage de fibres imprégnées de résine autour d'un noyau expansible ayant approximativement la forme et les dimensions de la surface interne du corps creux à fabriquer.It is known to produce a hollow piece of composite material by draping resin-impregnated fibers around an expandable core having approximately the shape and dimensions of the internal surface of the hollow body to be manufactured.

Le noyau ainsi drapé est introduit dans un moule démontable dont la surface interne a la forme du corps creux à fabriquer. Le noyau est ensuite mis en pression pendant qu'un traitement thermique est appliqué à l'ensemble pour obtenir la polymérisation de la résine. A la fin du cycle de polymérisation le corps creux en matériau composite est démoulé et le noyau est retiré.The core thus draped is introduced into a removable mold, the internal surface of which has the shape of the hollow body to be manufactured. The core is then pressurized while a heat treatment is applied to the assembly to obtain the polymerization of the resin. At the end of the polymerization cycle, the hollow body of composite material is removed from the mold and the core is removed.

Pour obtenir une pièce creuse étanche, il peut être alors nécessaire d'appliquer un produit d'étanchéité sur la surface de la pièce. Cette opération peut se révéler très difficile lorsque la pièce creuse comporte des zones difficilement accessibles.To obtain a waterproof hollow part, it may then be necessary to apply a sealant to the surface of the part. This operation can prove to be very difficult when the hollow part comprises areas which are difficult to access.

Le but de l'invention est de résoudre ce problème et de réaliser un procédé de dépôt d'une protection de surface dans une cavité de pièce en matériau composite qui soit simple à mettre en oeuvre et qui permette d'obtenir une bonne étanchéité de la cavité.The object of the invention is to solve this problem and to carry out a method of depositing a surface protection in a part cavity made of composite material which is simple to implement and which makes it possible to obtain good sealing of the cavity.

Pour cela, l'invention consiste à élaborer un noyau plein comportant une partie rigide interne et une partie externe constituée par une vessie gonflable, à déposer la protection de surface sur la vessie gonflable, à effectuer une cuisson du dépôt, à draper le noyau plein revêtu de la protection de surface avec des fibres imprégnées de résine, à évacuer la partie rigide interne du noyau et à effectuer la polymérisation de la résine. Après démoulage et enlèvement de la vessie gonflable, la cavité de la pièce creuse en matériau composite ainsi obtenue est revêtue de la protection de surface. Le dépôt de cette protection sur le matériau composite a été réalisé par transfert pendant la polymérisation de la résine.For this, the invention consists in developing a solid core comprising an internal rigid part and an external part constituted by an inflatable bladder, in depositing the surface protection on the inflatable bladder, in baking the deposit, in draping the solid core coated with surface protection with fibers impregnated with resin, to evacuate the internal rigid part of the core and to carry out the polymerization of the resin. After removal from the mold and removal of the inflatable bladder, the cavity of the hollow piece of composite material thus obtained is coated with the surface protection. The deposit of this protection on the composite material was carried out by transfer during the polymerization of the resin.

Selon l'invention, le procédé de dépôt d'une protection de surface dans une cavité de pièce en matériau composite est caractérisé en ce qu'il consiste - à élaborer un noyau plein comportant une partie rigide interne disposée à l'intérieur d'une vessie gonflable, - à déposer la protection de surface sur la vessie gonflable, - à effectuer la cuisson du dépôt de protection, - à draper des fibres imprégnées de résine autour du noyau plein recouvert de la protection de surface et à disposer le noyau plein ainsi drapé dans un moule, - à évacuer la partie rigide interne du noyau, - à effectuer la polymérisation de la résine en autoclave, - à démouler le matériau composite obtenu et à enlever la vessie gonflable.According to the invention, the method of depositing a surface protection in a part cavity made of composite material is characterized in that it consists in - developing a solid core comprising an internal rigid part disposed inside a inflatable bladder, - depositing the surface protection on the inflatable bladder, - cooking the protective deposit, - draping resin-impregnated fibers around the solid core covered with the surface protection and placing the solid core in this way draped in a mold, - to evacuate the internal rigid part of the core, - to carry out the polymerization of the resin in an autoclave, - to unmold the composite material obtained and to remove the inflatable bladder.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui présentent - la figure 1 : une vue schématique en coupe du principe de réalisation d'un corps creux en matériau composite revêtu d'un dépôt de protection, selon l'invention - La figure 2 : les étapes principales du procédé de dépôt d'une protection de surface dans une cavité de pièce en matériau composite, selon l'invention.Other particularities and advantages of the invention will appear clearly in the following description given by way of nonlimiting example and made with reference to the appended figures which present - FIG. 1: a schematic sectional view of the embodiment principle d 'a hollow body made of composite material coated with a protective deposit, according to the invention - Figure 2: the main steps of the method of depositing a surface protection in a part cavity made of composite material, according to the invention .

L'ensemble représenté sur la figure 1 comporte un moule en deux parties 1,2 dont la face interne a les dimensions et la forme extérieure du corps creux à fabriquer et un noyau plein 3, 7 dont la forme extérieure et les dimensions correspondent au profil interne du corps creux à réaliser.The assembly shown in FIG. 1 comprises a two-part mold 1,2, the internal face of which has the dimensions and external shape of the hollow body to be manufactured and a solid core 3, 7, the external shape and dimensions of which correspond to the profile internal of the hollow body to be produced.

Le noyau plein 3, 7 comporte à l'intérieur d'une vessie gonflable 3 souple et élastique, une partie rigide interne 7 qui peut être constituée de matériaux divers, tels que par exemple du sable, ou une matière fusible, par exemple une cire, qui fond à une température de fusion inférieure à la température de polymérisation de la résine.The solid core 3, 7 has inside an inflatable bladder 3 flexible and elastic, an internal rigid part 7 which can be made of various materials, such as for example sand, or a fusible material, for example a wax , which melts at a melting temperature lower than the polymerization temperature of the resin.

La vessie gonflable 3 est revêtue d'une couche 4 d'un produit d'étanchéité sur lequel sont drapées des fibres 5 imprégnées de résine.The inflatable bladder 3 is coated with a layer 4 of a sealant on which are draped fibers 5 impregnated with resin.

Le noyau plein 3, 7 recouvert de la couche 4 d'étanchéité et drapé est placé à l'intérieur du moule 1,2. Un conduit 6 de dégazage du matériau drapé constitué par les fibres imprégnées de résine est aménagé dans le moule 1,2.The solid core 3, 7 covered with the sealing layer 4 and draped is placed inside the mold 1,2. A duct 6 for degassing the draped material constituted by the fibers impregnated with resin is arranged in the mold 1,2.

Le procédé de dépôt de la protection de surface à l'intérieur d'un corps creux en matériau composite comporte les étapes suivantes décrites en liaison avec la figure 2.The method of depositing the surface protection inside a hollow body made of composite material comprises the following steps described in conjunction with FIG. 2.

Dans une étape préliminaire est élaboré de manière connue un noyau plein comportant une vessie gonflable souple dont l'intérieur est rempli d'un matériau rigide.In a preliminary stage, a solid core is developed in known manner, comprising a flexible inflatable bladder, the interior of which is filled with a rigid material.

Dans une première étape 10, le dépôt d'un produit d'étanchéité est effectué sous forme de pellicule sur la surface de la vessie gonflable 3. Le produit d'étanchéité doit être souple de façon à pouvoir se déformer lors de la polymérisation de la résine et épouser le profil interne du corps creux à réaliser. Avantageusement le produit d'étanchéité peut être choisi dans la famille des élastomères. Le produit d'étanchéité peut être déposé au pinceau ou au pistolet suivant qu'il se présente sous forme de peinture ou de spray.In a first step 10, the deposition of a sealant is carried out in the form of a film on the surface of the inflatable bladder 3. The sealant must be flexible so as to be able to deform during the polymerization of the resin and conform to the internal profile of the hollow body to be produced. Advantageously, the sealant can be chosen from the family of elastomers. The sealant can be applied with a brush or a spray gun depending on whether it is in the form of a paint or a spray.

En cas de forte adhérence du produit d'étanchéité sur la vessie gonflable 3, l'étape 10 peut être précédée d'une étape préliminaire de préparation de la surface de la vessie, cette préparation pouvant par exemple consister à appliquer un démoulant.In the event of strong adhesion of the sealant to the inflatable bladder 3, step 10 may be preceded by a preliminary step of preparing the surface of the bladder, this preparation could for example consist in applying a release agent.

Dans une deuxième étape 20, est effectuée une cuisson du dépôt, par exemple en plaçant le noyau plein revêtu du dépôt du produit d'étanchéité dans une étuve, à une température prédéterminée correspondant au durcissement du produit d'étanchéité choisi. Dans le cas où la partie rigide interne 7 du noyau est constituée par une matière fusible, la température de cuisson du dépôt est inférieure à la température de fusion de cette partie rigide interne.In a second step 20, the deposit is baked, for example by placing the solid core coated with the deposit of the sealant in an oven, at a predetermined temperature corresponding to the hardening of the sealant chosen. In the case where the internal rigid part 7 of the core is constituted by a fusible material, the temperature of cooking of the deposit is lower than the melting temperature of this internal rigid part.

Dans une troisième étape 30, est effectué le drapage des fibres imprégnées de résine sur le noyau 3, 7 revêtu du produit d'étanchéité durci. Le drapage est effectué de façon classique par tout procédé connu. Le noyau drapé est ensuite placé dans le moule 1,2.In a third step 30, the fibers impregnated with resin are draped over the core 3, 7 coated with the cured sealant. The draping is carried out in a conventional manner by any known method. The draped core is then placed in the mold 1,2.

Dans une quatrième étape 40, la partie rigide interne 7 du noyau est évacuée. Si la partie rigide interne 7 est constituée d'un matériau fusible, ce matériau fusible est évacué par chauffage de l'ensemble à une température inférieure à la température de polymérisation de la résine.In a fourth step 40, the internal rigid part 7 of the core is removed. If the internal rigid part 7 is made of a fusible material, this fusible material is removed by heating the assembly to a temperature below the polymerization temperature of the resin.

Dans une cinquième étape 50, l'ensemble est placé dans un autoclave, non représenté, dans lequel est effectuée de façon connue, la polymérisation de la résine.In a fifth step 50, the assembly is placed in an autoclave, not shown, in which polymerization of the resin is carried out in a known manner.

L'autoclave assure d'une part, la mise en pression de la vessie 3 de manière à presser le matériau composite constitué par les fibres imprégnées de résine contre les parois du moule et réduire les porosités au sein du composite, et d'autre part, la mise en température de polymérisation de l'ensemble. Pour évacuer les produits volatiles qui peuvent se trouver emprisonnés entre la vessie et le moule, l'autoclave comporte une pompe à vide reliée au conduit 6 de dégazage du matériau composite.The autoclave ensures on the one hand, the pressurization of the bladder 3 so as to press the composite material constituted by the fibers impregnated with resin against the walls of the mold and reduce the porosities within the composite, and on the other hand , setting the polymerization temperature of the assembly. To remove the volatile products which may be trapped between the bladder and the mold, the autoclave comprises a vacuum pump connected to the conduit 6 for degassing the composite material.

Dans une sixième étape 60, à la fin de l'opération de polymérisation, le composite est démoulé et la vessie gonflable est enlevée. La protection de surface reste solidaire du corps creux en matériau composite obtenu, son transfert de la vessie au matériau composite ayant été effectué pendant l'opération de polymérisation de la résine.In a sixth step 60, at the end of the polymerization operation, the composite is removed from the mold and the inflatable bladder is removed. The surface protection remains integral with the hollow body of composite material obtained, its transfer from the bladder to the composite material having been carried out during the polymerization operation of the resin.

Dans le cas où l'adhérence de la protection de surface sur le matériau composite est insuffisante, le procédé peut comporter en outre une étape supplémentaire consistant, après l'étape de cuisson du dépôt de protection, à effectuer une préparation de la surface du dépôt durci avant d'effectuer le drapage des fibres imprégnées de résine. Cette préparation peut consister par exemple à effectuer un sablage du dépôt de protection, ou à effectuer un dépôt d'un matériau primaire de liaison.In the case where the adhesion of the surface protection to the composite material is insufficient, the method may also comprise an additional step consisting, after the baking step of the protection deposit, in carrying out a preparation of the surface of the deposit hardened before laying the resin-impregnated fibers. This preparation may consist, for example, of sandblasting the protective deposit, or of depositing a primary bonding material.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation précisément décrit et peut s'appliquer notamment pour effectuer d'autres types de dépôt de surface sans se limiter aux produits d'étanchéité. The invention is not limited to the embodiment precisely described and can be applied in particular to perform other types of surface deposition without being limited to sealants.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite1. Method of manufacturing a part made of composite material comportant une cavité revêtue d'une protection de surface, comprising a cavity coated with a surface protection, caractérisé en ce qu'il consiste characterized in that it consists - à élaborer un noyau plein comportant une partie rigide - to develop a solid core comprising a rigid part interne (7) disposée à l'intérieur d'une vessie gonflable internal (7) arranged inside an inflatable bladder (3), (3), - à déposer (10) la protection de surface sur la vessie - to deposit (10) the surface protection on the bladder gonflable (3), inflatable (3), - à effectuer la cuisson (20) du dépôt de protection, - cooking (20) the protective deposit, - à draper (30) des fibres imprégnées de résine autour du - draping (30) fibers impregnated with resin around the noyau plein recouvert de la protection de surface et à solid core covered with surface protection and disposer le noyau plein ainsi drapé dans un moule, place the solid core thus draped in a mold, - à évacuer (40) la partie rigide interne (7) du noyau, - to evacuate (40) the internal rigid part (7) of the core, - à effectuer la polymérisation (50) de la résine en - carrying out the polymerization (50) of the resin autoclave, autoclave, - à démouler (60) le matériau composite obtenu et à - demolding (60) the composite material obtained and enlever la vessie gonflable. remove the inflatable bladder. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1,2. The manufacturing method according to claim 1, caractérisé en ce que l'étape (10) de dépôt de la characterized in that the step (10) of depositing the protection de surface sur la vessie gonflable est précédée surface protection on the inflatable bladder is preceded d'une étape préliminaire consistant à appliquer un a preliminary step consisting in applying a démoulant sur la vessie gonflable. release from the inflatable bladder. 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des3. Manufacturing method according to any one of revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste en claims 1 or 2, characterized in that it consists of outre, après la cuisson du dépôt de protection, à in addition, after cooking the protective deposit, at effectuer une préparation de la protection de surface prepare the surface protection avant d'effectuer le drapage des fibres imprégnées de before laying the fibers impregnated with résine. resin. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3,4. The manufacturing method according to claim 3, caractérisé en ce que la préparation de la protection de characterized in that the preparation of the protection of surface consiste à effectuer un sablage. surface consists of sandblasting. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 3,5. The manufacturing method according to claim 3, caractérisé en ce que la préparation de la protection de  characterized in that the preparation of the protection of surface consiste à effectuer un dépôt d'un matériau surface consists of depositing a material primaire de liaison. primary bonding. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des6. Manufacturing method according to any one of revendications précédentes, caractérisé en ce que la previous claims, characterized in that the protection de surface est un produit d'étanchéité choisi surface protection is a chosen sealant dans la famille des élastomères. in the elastomer family. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 6,7. The manufacturing method according to claim 6, caractérisé en ce que le dépôt du produit d'étanchéité est characterized in that the deposition of the sealant is effectué sous forme de pellicule.  made in the form of film.
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