FR2865156A1 - Apparatus for making fibre-reinforced composition materials includes machine with mobile gantry to deliver reinforcing filaments to mould - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE DÉPOSE DE NAPPE OU DE FILS DANS UN MOULE POURDEVICE FOR REMOVING FLOOR OR WIRES IN A MOLD FOR
LA FABRICATION DE PIÈCES EN MATÉRIAUX COMPOSITES. THE MANUFACTURE OF PARTS IN COMPOSITE MATERIALS.
La présente invention se rapporte au domaine des installations destinées à la fabrication de matériaux composites, présentant de grandes qualités mécaniques. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif et son procédé de fabrication automatisée de pièces de grandes dimensions en matériaux composites à hautes performances mécaniques. The present invention relates to the field of facilities for the manufacture of composite materials having high mechanical properties. The present invention relates more particularly to a device and its automated manufacturing process of large parts in composite materials with high mechanical performance.
L'art antérieur connaît déjà des appareils destinés à réaliser des textiles sophistiqués, comportant en particulier une pluralité de matière différente. Néanmoins, les matériaux qui sont toujours des matières textiles. The prior art already knows devices for making sophisticated textiles, including in particular a plurality of different material. Nevertheless, materials that are still textile materials.
En effet, à l'heure actuelle, il n'existe aucun processus automatisé de fabrication de pièces en composites à fibres longues, permettant d'obtenir des caractéristiques mécaniques élevées, dans le cadre d'un environnement de fonctionnement à contraintes sévères. Cette constatation s'applique en particulier aux fabricants d'éoliennes et de pales d'éoliennes qui investissent pourtant lourdement depuis plusieurs années pour maîtriser leur propre fabrication de pales et améliorer les rendements. Indeed, at present, there is no automated process for manufacturing long-fiber composite parts, which makes it possible to obtain high mechanical characteristics in the context of a severely constrained operating environment. This finding applies in particular to manufacturers of wind turbines and wind turbine blades who have invested heavily for several years to control their own blade manufacturing and improve yields.
Ainsi, il n'y a pas sur le marché d'appareils destinés à la fabrication de matériaux composites de grandes dimensions, automatisant toutes la chaîne de production de sorte qu'un nombre très limité d'opérateurs est nécessaire, le matériau composite conservant toutes ses qualités mécaniques. Thus, there is no on the market of devices for the manufacture of large composite materials, all automating the production line so that a very limited number of operators is necessary, the composite material retaining all its mechanical qualities.
2865156 2 La présente invention entend remédier aux lacunes de l'art antérieur en proposant un système de dépose de matériaux composites à fibres longues dans un moule, à l'identique du travail réalisé par des opérateurs humains. Ce système automatisé de fabrication de matériaux composites est apte à produire des matériaux composites à grande échelle, tels que pour la réalisation de pièces dans des moules de forme gauche de mats ou analogues. The present invention intends to remedy the shortcomings of the prior art by proposing a system for depositing long fiber composite materials in a mold, identical to the work performed by human operators. This automated system for manufacturing composite materials is capable of producing large-scale composite materials, such as for the production of parts in molds of left-hand shapes of mats or the like.
Pour ce faire, la présente invention concerne un dispositif pour la fabrication de matériaux composites à hautes performances mécaniques, comportant au moins un moule dans lequel est déposée la matière destinée à la fabrication dudit matériau composite, une machine-outil comprenant un portique mobile, situé au-dessus dudit moule, portant au moins une tourelle de stockage de fils, ladite machine-outil comportant un bras dévidoir pour le dépôt de la matrice du matériau composite, ainsi qu'une interface de dépose, gérée par un moyen de commande, pour la dépose puis la découpe des fils formant le renfort du matériau composite, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de convoyage desdits fils pour l'acheminement desdits fils dans la susdite interface de dépose à destination d'un moyen d'application dans le moule, ledit moyen de convoyage étant apte à répartir l'effort d'entraînement par contact avec lesdits fils. To do this, the present invention relates to a device for manufacturing composite materials with high mechanical performance, comprising at least one mold in which is deposited the material for the manufacture of said composite material, a machine tool comprising a mobile gantry, located above said mold, carrying at least one wire storage turret, said machine tool comprising a reel arm for deposition of the matrix of the composite material, and a deposition interface, managed by a control means, for the removal and cutting of the son forming the reinforcement of the composite material, characterized in that it comprises means for conveying said son for the routing of said son in the aforesaid deposition interface to an application means in the mold, said conveying means being adapted to distribute the driving force by contact with said son.
Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprendra un moyen de mise en tension des fils. Advantageously, the device according to the invention will comprise means for tensioning the wires.
Selon un mode d'exécution préféré, le dispositif de l'invention comprendra au moins une nacelle, fixée sur le portique, destinée à translater la susdite tourelle de stockage et le bras dévidoir. According to a preferred embodiment, the device of the invention will comprise at least one nacelle, fixed on the gantry, for translating the aforesaid storage turret and the reel arm.
Avantageusement, le dispositif de l'invention comprendra un moyen d'imprégnation des fils par la matrice. Advantageously, the device of the invention will include means for impregnating the wires with the matrix.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'imprégnation comprendra une buse de déposante chauffante pour l'acheminement de la matière formant matrice, les fils venant s'enfoncer dans la résine lors de leur passage dans l'interface de dépose. According to one embodiment of the invention, the impregnation means will comprise a hot depositor nozzle for conveying the matrix material, the son coming into the resin during their passage through the depositing interface. .
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen d'imprégnation comprendra un bac étanche disposant d'au moins une fente calibrée à la section des fils, ledit bac étanche comportant la matière formant matrice. According to another embodiment of the invention, the impregnation means will comprise a sealed tank having at least one slot calibrated to the section of the son, said sealed tank comprising the matrix material.
De préférence, le moyen d'application, fixé à l'interface de dépose, consistera en un rouleau de dépose apte à agir en pression sur les fils déposés. Preferably, the application means, fixed to the application interface, will consist of a deposition roller capable of acting in pressure on the deposited wires.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la tourelle de stockage des fils pourra comprendre une pluralité de pylônes montés rotatifs comportant une pluralité de rouleaux de fils. According to a preferred embodiment of the invention, the wire storage turret may comprise a plurality of rotary mounted pylons comprising a plurality of rolls son.
Avantageusement, le dispositif de l'invention 25 comprendra un collecteur de fils provenant de chacun des rouleaux de fils. Advantageously, the device of the invention will comprise a son collector from each of the wire rolls.
De préférence, les fils seront de la fibre de verre et/ou de la fibre de carbone, d'aramide ou tout autre fibre 30 synthétique et/ou végétale. Preferably, the yarns will be fiberglass and / or carbon fiber, aramid or any other synthetic and / or vegetable fiber.
Grâce à l'invention, le dispositif permet d'effectuer toutes les étapes suivantes: 2865156 4 - dépôt d'une nappe ou des fils de fibre de verre (carbone, d'aramide ou tout autre fibre synthétique et/ou végétale), dépôt ou pulvérisation des Gelcoats et des 5 agents de démoulage, définition des points sur la surface du moule, - usinage (découper, ébavurer...), dans deux moules de forme concave, par exemple un moule intrados et un moule extrados pour former une pâle 10 d'éolienne. Thanks to the invention, the device makes it possible to carry out all the following steps: 2865156 4 - deposit of a ply or fibers of glass fiber (carbon, aramid or any other synthetic and / or vegetable fiber), deposit or spraying gelcoats and mold release agents, defining points on the surface of the mold, machining (cutting, deburring, etc.) in two molds of concave shape, for example a bottom mold and a mold extrados to form a mold. pale 10 wind turbine.
la présente invention permet également: - la dépose de fils de fibre de verre pré-imprégnés, - la découpe de nappes de fibre de verre pré-15 imprégnées, - l'enroulement filamentaire sur un mandrin (moule longeron) ou tout autre forme de révolution. the present invention also allows: - the removal of pre-impregnated fiberglass son, - the cutting of pre-impregnated fiberglass sheets, - the filament winding on a mandrel (spar mold) or any other form of revolution.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la 20 description, faite ciaprès à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées: - la figure 1 illustre une vue en coupe du dispositif selon l'invention avec son portique, la nacelle, la tourelle 25 et le bras dévidoir; - la figure 2 illustre une vue partielle en coupe de l'interface de dépose suivant un mode de réalisation; - la figure 3 illustre une vue partielle en coupe de l'interface de dépose suivant un deuxième mode de réalisation; et - la figure 4 illustre une vue partielle en coupe de l'interface de dépose suivant un troisième mode de réalisation. The invention will be better understood by means of the description, given purely for explanatory purposes, of one embodiment of the invention, with reference to the appended figures: FIG. 1 illustrates a sectional view of the device according to the invention with its gantry, the nacelle, the turret 25 and the reel arm; - Figure 2 illustrates a partial sectional view of the deposition interface according to one embodiment; - Figure 3 illustrates a partial sectional view of the deposition interface according to a second embodiment; and - Figure 4 illustrates a partial sectional view of the removal interface according to a third embodiment.
2865156 5 Comme visible sur la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend un portique 1 présentant la forme d'un U évasé inversé. Ce portique 1 comprend, bien entendu, une fente centrale 2 pour le passage notamment du bras dévidoir 4, ledit portique 1 étant placé en surplomb, ou au-dessus, d'un moule, non représenté sur les figures annexées, nécessaire pour réaliser un matériau composite. En effet, la présente invention entend s'appliquer aux procédés de réalisation d'un matériaux composites utilisant au moins un moule. À titre d'exemple, dans le cas de la réalisation d'une pâle de grandes dimensions, il sera nécessaire d'avoir un moule pour l'intrados et un moule pour l'extrados. As can be seen in FIG. 1, the device according to the invention comprises a gantry 1 having the shape of an inverted flared U. This gantry 1 comprises, of course, a central slot 2 for the passage in particular of the reel arm 4, said gantry 1 being placed overhanging, or above, a mold, not shown in the accompanying figures, necessary to achieve a composite material. Indeed, the present invention is intended to apply to processes for producing a composite material using at least one mold. For example, in the case of the realization of a pale large, it will be necessary to have a mold for the intrados and a mold for the extrados.
Le portique 1 portera de part et d'autre de la fente centrale 2 une nacelle 3 permettant d'opérer la direction du bras dévidoir 4 le long de la fente centrale 2. Enfin, sur la nacelle 3 se trouve la tourelle circulaire 5 disposant d'une pluralité de pylônes 5' comportant chacun une pluralité de bobines de fils destinés à former le coeur ou le renfort du matériau composite. The gantry 1 will carry on either side of the central slot 2 a nacelle 3 for operating the direction of the reel arm 4 along the central slot 2. Finally, on the nacelle 3 is the circular turret 5 having a plurality of pylons 5 'each comprising a plurality of wire coils for forming the core or the reinforcement of the composite material.
Dans un mode de réalisation particulier, le portique 1 effectue un déplacement longitudinal perpendiculairement, ou transversalement, à l'axe de la fente linéaire 2 sur une longueur de 55 mètres. Bien entendu, cette longueur pourra être largement supérieure et dépassée les 100 mètres. Le poids embarqué de ce portique 1 se situera entre 7 et 8 tonnes, tandis que la largeur entre les deux rails de guidage, non visible sur les figures annexées, sera comprise entre 5 et 8 mètres. In a particular embodiment, the gantry 1 performs a longitudinal displacement perpendicularly, or transversely, to the axis of the linear slot 2 over a length of 55 meters. Of course, this length can be much higher and exceeded 100 meters. The weight on board of this gantry 1 will be between 7 and 8 tons, while the width between the two guide rails, not visible in the accompanying figures, will be between 5 and 8 meters.
Le portique 1 a pour fonction de présenter le bras dévidoir 4 et l'interface de dépose 6 dans les différentes positions: de travail, - de maintenance, - d'essais et de contrôle. Gantry 1 has the function of presenting the reel arm 4 and the deposition interface 6 in the different positions: working, - maintenance, - testing and control.
Ce portique 1 doit pouvoir se déplacer suivant deux 5 vitesses: une vitesse Vt de travail (250mm/s), une vitesse Vr de retour (2 à 4 x Vt). This gantry 1 must be able to move in two speeds: a working speed Vt (250mm / s), a speed Vr return (2 to 4 x Vt).
Une échelle et une plate forme aux normes en vigueur permet à l'opérateur de monter sur la nacelle 3. A scale and a platform to the standards in force allows the operator to climb on the nacelle 3.
Une pluralité d'éléments est fixée au portique 1, notamment: - la tourelle 5 stockant le filament (fils formant le renfort ou le coeur du matériau composite), - la nacelle 3 supportant le robot 7 actionnant l'interface de dépose 6, la tourelle 5 et le bras dévidoir 4, - le bras dévidoir 4 qui achemine les filaments vers l'interface de dépose 6 géré par le robot 7. A plurality of elements is fixed to the gantry 1, in particular: the turret 5 storing the filament (son forming the reinforcement or the core of the composite material), the nacelle 3 supporting the robot 7 actuating the deposition interface 6, the turret 5 and the reel arm 4, - the reel arm 4 which conveys the filaments to the deposition interface 6 managed by the robot 7.
La tourelle 5 comporte un magasin de bobines de fils fibre. Le magasin de fibre est constitués de différents éléments 5' permettant de dévider des fils de fibre conditionnés en bobines. The turret 5 comprises a reel of fiber yarns. The fiber store is made up of different elements 5 'to unwind fiber son packaged in coils.
Chaque fil part d'une bobine en cours d'utilisation jusqu'à un collecteur, non représenté sur les figures annexées, placé au centre de la tourelle 5. Each wire starts from a reel in use to a collector, not shown in the appended figures, placed in the center of the turret 5.
Les bobines ont une masse unitaire d'approximativement 24 kilos et les dimensions suivantes 310 x 165 x 260 (millimètres). Bien entendu, ces dimensions et ce poids ne reflètent qu'un mode de réalisation et ne constituent pas un critère limitatif. The coils have a unit mass of approximately 24 kilos and the following dimensions 310 x 165 x 260 (millimeters). Of course, these dimensions and this weight reflect only one embodiment and do not constitute a limiting criterion.
Les bobines sont enfilées sur des pylônes rotatifs afin d'éviter le cumul d'enroulement du fil. Le nombre de pylônes 5' correspond au nombre de fils de fibre de verre constituant la nappe finale. The coils are threaded on rotating pylons to prevent the winding of the wire. The number of 5 'pylons corresponds to the number of fiberglass son constituting the final tablecloth.
La disposition circulaire des pylônes 5' sur le plancher de la tourelle 5 permet un cheminement rectiligne sans renvoi de chaque fil vers le collecteur central. The circular arrangement of the pylons 5 'on the floor of the turret 5 allows a rectilinear path without returning each wire to the central collector.
Sur chaque pylône 5' plusieurs bobines sont enfilées les unes sur les autres afin de limiter les phases d'arrêt pour le rechargement du système. Les bobines sont dévidées sur chaque pylône 5', niveau par niveau. Les premières bobines dévidées sont celles qui sont placées en haut de chaque empilement, la bobine du bas supportant la masse des autres bobines. On each pylon 5 'several coils are threaded on each other to limit the stopping phases for reloading the system. The reels are unwound on each pylon 5 ', level by level. The first unwound reels are those which are placed at the top of each stack, the bottom reel supporting the mass of the other reels.
Au fur et à mesure que les bobines se vident, le fil venant du pylône change de niveau (ler niveau, 2ème niveau, 3ème niveau). La position du fil dépend de la position de la bobine dévidée. Un système mécanique et automatique doit assurer un renvoi du fil vers le bas. Ce système limite toujours les écarts angulaires entre l'axe de la bobine et le fil (90 +/15 ) avant qu'il ne descende dans le collecteur central. As the reels are emptied, the wire coming from the pylon changes level (1st level, 2nd level, 3rd level). The position of the wire depends on the position of the reel unwound. A mechanical and automatic system must ensure a return of the wire down. This system always limits the angular deviations between the coil axis and the wire (90 +/15) before it goes down into the central manifold.
Le fil de fibre de la bobine vide est lié au fil de la bobine suivante pour assurer la continuité de l'alimentation en fil de fibre. La jonction (ou l'éclissage) des fils de deux bobines différentes doit résister aux efforts de convoyage. Cette jonction se fait par collage de manière quasiinstantanée. Cette jonction ne rend pas les fils rigides ni n'augmente la largeur du fil à plat. The fiber yarn of the empty spool is tied to the next spool yarn to ensure continuity of the fiber yarn feed. The junction (or splicing) son of two different coils must withstand the efforts of conveying. This junction is done by gluing almost instantaneously. This junction does not make the son rigid and does not increase the width of the wire flat.
2865156 8 Les magasins comportant la pluralité de bobines de fil disposent de points de levage pour être déposés et mis au sol pour rechargement des bobines par un opérateur. Stores having the plurality of wire spools have lifting points to be deposited and grounded for re-loading reels by an operator.
Toute la mécanique et la motorisation de la tourelle sont protégées par étanchéité contre les petits morceaux de fils de verre, ou de carbone, qui sont disséminés dans l'air. All the mechanics and motorization of the turret are protected by sealing against small pieces of glass thread, or carbon, which are scattered in the air.
La nacelle 3 est montée sur un axe transversal par rapport à l'axe de déplacement longitudinal du portique 1, qui permet au robot 7 d'accéder à toute la largeur du portique 1. Cet axe transversal permet d'éviter les positions extrêmes des axes du robot 7. La nacelle supporte la charge du robot 7, de la tourelle 5, des bobines de filaments, du bras dévidoir 4 ainsi que de divers équipements (hydrauliques, électriques, pneumatique... ). The nacelle 3 is mounted on a transverse axis relative to the longitudinal axis of movement of the gantry 1, which allows the robot 7 to access the entire width of the gantry 1. This transverse axis makes it possible to avoid the extreme positions of the axes. 7. The nacelle supports the load of the robot 7, the turret 5, the filament coils, the reel arm 4 and various equipment (hydraulic, electrical, pneumatic ...).
Le bras dévidoir 4 est composé de plusieurs éléments: - le corps du bras, - le système d'entraînement des fils, - le tendeur d'extrémité. The reel arm 4 is composed of several elements: - the arm body, - the wire drive system, - the end tensioner.
Le corps du bras dévidoir 4 est solidaire de la tourelle 5 et suit les déplacements angulaires de la tourelle 5. Le corps du bras dévidoir 4 intègre, par sa géométrie, le système d'entraînement des fils venant du collecteur. The body of the reel arm 4 is secured to the turret 5 and follows the angular displacements of the turret 5. The body of the reel arm 4 incorporates, by its geometry, the drive system of the son from the collector.
Le système d'entraînement des fils constitue un élément clé de la présente invention. Il est composé de différents 30 ensembles: - un tapis roulant motorisé, - un tapis roulant fou (libre de rotation), - un réglage de tension des tapis, - un réglage de pression entre les tapis, un système d'accès rapide aux fils entre les tapis. The wire drive system is a key element of the present invention. It is composed of different sets: - a motorized treadmill, - a crazy treadmill (free of rotation), - a tension adjustment of the mats, - a pressure adjustment between the mats, a system for quick access to the threads between the carpets.
Le système d'entraînement des fils, à la sortie du collecteur, est placé dans la partie du corps du bras 5 dévidoir 4 située sous la tourelle 5. The yarn drive system, at the outlet of the manifold, is placed in the part of the body of the reel arm 4 located under the turret 5.
Le système d'entraînement des fils s'effectue à plat. Chaque fil doit être guidé à l'entrée et à la sortie du système pour que tous les fils cheminent parallèlement. Un capteur doit permettre de détecter toute surtension des fils à l'entrée du système d'entraînement des fils de fibre. The wire drive system is flat. Each wire must be guided to the input and output of the system so that all wires run parallel. A sensor must make it possible to detect any overvoltage of the wires at the input of the drive system of the fiber wires.
Le tendeur d'extrémité assure la tension des fils quelle que soit la position du robot, ainsi à chaque fil 15 correspond un guide tendeur (pièce flexible équipée d' oeillets) . L'interface de dépose des fils comprend une pluralité d'éléments, non représentés sur les figures anexées: - un ensemble de perches à oeillets équipées de passes fils réceptionne les fils venant du bras dévidoir 4 (même principe que le bras dévidoir), - un premier tapis roulant qui entraîne les fils de fibre venant du bras dévidoir 4, - un ensemble mécanique assure la découpe de la nappe, - un deuxième tapis roulant de réamorçage après découpe, - un système d'imprégnation de matrice, en 30 l'occurrence de la résine époxy, - un ensemble mécanique assure le réamorçage du renfort, ou de la nappe, après découpe, 2865156 10 De façon optionnelle, on pourra également prévoir un ensemble d'encollage de thermoplastique (assemblage des fils pour la découpe). The end tensioner ensures the tension of the threads regardless of the position of the robot, so each wire 15 corresponds to a tensioning guide (flexible part equipped with eyelets). The son removal interface comprises a plurality of elements, not shown in the anexed figures: - a set of eyelet perches equipped with son passes receives the son coming from the wire reel 4 (same principle as the wire feeder arm), - a first conveyor belt which drives the fiber threads coming from the reel arm 4; - a mechanical assembly ensures the cutting of the web; - a second treadmill of reinforcement after cutting; - a matrix impregnation system, in 30 l. the occurrence of the epoxy resin, - a mechanical assembly ensures the reinforcement of the reinforcement, or the sheet, after cutting, Optionally, it may also provide a set of thermoplastic sizing (assembly son for cutting).
L'interface réceptionne les fils par un collecteur; les tiges flexibles équipées d'oeillets (type canne à pêche) reprenant le principe utilisé sur le tendeur d'extrémité du bras dévidoir 4. The interface receives the wires by a collector; the flexible rods equipped with eyelets (fishing rod type) taking the principle used on the end tensioner of the reel arm 4.
Les fils sont réceptionnés et repositionnés sous forme de nappe (placement des fils en bord à bord des fils mis à plat et parallèles) puis les fils sont ensuite entraînés par un premier ensemble de tapis roulant 12 en élastomère. La nappe de fils passe entre deux tapis roulants 13 flasqués pour assurer l'entraînement de la nappe (courroies fabriquées en élastomère, type courroie crantée). De façon accessoire, on pourra prévoir que la nappe, lors de son assemblage, est collée par un fils thermoplastique déposé à 70 /90 par rapport au sens de la fibre. The son are received and repositioned in the form of a sheet (placement of the edge son aboard the son laid flat and parallel) and the son are then driven by a first set of treadmill 12 elastomer. The sheet of son passes between two treadmills 13 flasqué to ensure the driving of the web (belts made of elastomer type toothed belt). In an accessory manner, it will be possible for the sheet to be bonded during its assembly by a thermoplastic wire deposited at 70/90 relative to the direction of the fiber.
Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 2, Les fils de fibre secs arrivant à l'entrée du convoyeur de l'interface (convoyeur interface) entrent en contact avec le film de résine 9 semi-liquide, ou pâteux. In an embodiment shown in Figure 2, the dry fiber son arriving at the entrance of the interface conveyor (interface conveyor) come into contact with the resin film 9 semi-liquid, or pasty.
La résine 9 est acheminée en phase liquide (visqueuse) par des tuyaux réchauffés 10 jusqu'à la buse de dépose 11. La buse de dépose 11 est chauffante et calibre la résine en film de section rectangulaire (extrusion). La température de la buse 11 doit être régulée en permanence pour conserver la bonne consistance de la résine 9 (consistance de la cire calibrée). The resin 9 is conveyed in the liquid phase (viscous) by heated pipes 10 to the dispensing nozzle 11. The dispensing nozzle 11 is heated and calibrates the film resin of rectangular section (extrusion). The temperature of the nozzle 11 must be continuously regulated to maintain the good consistency of the resin 9 (consistency of the calibrated wax).
La section du film est déterminée par la largeur de la nappe d'une part et par le taux d'imprégnation désiré d'autre part. Les fils de fibre 8 disposés parallèlement et bord à bord vont lors de leur passage dans le convoyeur d'interface s'enfoncer légèrement dans le film de résine. La cohésion des fils 8 entre eux à la sortie du convoyeur d'interface est assurée par le film de résine 9. Le déroulement de la nappe commande l'alimentation en résine 9 du système. The section of the film is determined by the width of the web on the one hand and by the desired impregnation rate on the other hand. The fiber threads 8 arranged parallel and edge to edge during their passage through the interface conveyor sink slightly into the resin film. The cohesion of the son 8 between them at the exit of the interface conveyor is provided by the resin film 9. The unwinding of the web controls the supply of resin 9 of the system.
Selon un autre mode de réalisation de l'imprégnation de fils de fibre 8, représenté sur la figure 3, on pourra prévoir que les fils de fibre 8 secs pénètrent dans un bac 14 par une fente calibrée à la section des fils de fibre 8 secs. According to another embodiment of the impregnation of fiber threads 8, shown in FIG. 3, it will be possible for the dry fiber threads to enter a tray 14 through a slot calibrated at the section of the dry fiber threads 8 .
Dans ce cas, le bac 14 contient la matrice (résine époxy et durcisseur), qui est régulée (température, niveau, pression...). La nappe imprégnée ressort par une fente calibrée. L'imprégnation de la nappe est directement fonction: - des dimensions de la fente de sortie, - de la pression dans le bac, - de la température du système époxydique (ou autre). In this case, the tray 14 contains the matrix (epoxy resin and hardener), which is regulated (temperature, level, pressure ...). The impregnated sheet comes out of a calibrated slot. The impregnation of the sheet is directly a function of: - the dimensions of the exit slot, - the pressure in the tank, - the temperature of the epoxy system (or other).
Le dernier mode d'imprégnation choisi pour illustrer l'invention, et représenté sur la figure 4, consiste en la dépose d'un film époxy liquide sur une des faces de la nappe: l'objectif est ici de rendre le système époxy électrostatique (chargé négativement) à l'aide d'une électrode 15. Cette électrode 15 est placée dans une buse extrudeuse qui fabrique le film de matrice 9. Cette buse peut chauffer la matrice 9. The last mode of impregnation chosen to illustrate the invention, and represented in FIG. 4, consists of the deposition of a liquid epoxy film on one of the faces of the sheet: the objective here is to make the epoxy system electrostatic ( negatively charged) using an electrode 15. This electrode 15 is placed in an extruder nozzle which produces the matrix film 9. This nozzle can heat the matrix 9.
La découpe des fils de fibre, formant le renfort ou le coeur du matériau composite, est effectuée par cisaillement grâce à une lame de découpe 16. The cutting of the fiber threads forming the reinforcement or the core of the composite material is performed by shearing with a cutting blade 16.
Dans les variantes d'imprégnation des fils de fibre 8 représentées sur les figures 2 et 3: l'imbrication des fils 8 dans le film de résine 9 permet d'effectuer des coupes franches. La résine 9 assure le maintien des fils 8 entre eux. Les fils de fibre 8 restent solidaires du film 9 après la coupe et peuvent ainsi être entraînés vers le deuxième convoyeur d'interface pour être placés sous le rouleau applicateur 17. In the impregnating variants of the fiber threads 8 shown in FIGS. 2 and 3: the interlocking of the threads 8 in the resin film 9 makes it possible to make clear cuts. The resin 9 ensures the maintenance of the son 8 between them. The fiber threads 8 remain attached to the film 9 after cutting and can thus be driven towards the second interface conveyor to be placed under the applicator roll 17.
Dans la variante d'imprégnation des fils de fibre représentée sur la figure 4: il est nécessaire de tenir compte de l'absence de liaison entre les fils de fibre 8. En effet, la coupe s'effectue avant la phase d'encollage avec la résine 9. In the impregnating variant of the fiber yarns shown in FIG. 4: it is necessary to take account of the absence of connection between the fiber yarns. This is because the cut takes place before the gluing phase with the resin 9.
De façon optionnelle et afin d'assurer une découpe parfaite, il est prévu d'imprégner la nappe d'un cordon de polymère thermoplastique disposé en amont du tapis roulant 12. Ce dernier appliquera une pression sur le cordon en fusion le faisant migrer dans la fibre 8. Le cordon se solidifiera lors du parcours de la nappe entre les deux tapis 12. La découpe est effectuée par cisaillement de la nappe au droit de l'encollage du thermoplastique. L'emplacement de la découpe se situe après le tapis 12, c'est-à-dire avant que les fils 8 ne soient imprégnés de matrice 9. Optionally and in order to ensure a perfect cut, it is expected to impregnate the web of a bead of thermoplastic polymer disposed upstream of the conveyor belt 12. The latter will apply a pressure on the molten bead making it migrate into the fiber 8. The bead will solidify during the course of the web between the two mats 12. The cutting is performed by shearing the web to the right of the gluing of the thermoplastic. The location of the cutout is located after the carpet 12, that is to say before the threads 8 are impregnated with matrix 9.
Un système mécanique de réamorçage permet à cette nappe de se positionner entre le moule et le rouleau applicateur 17. Dans un mode de réalisation, le système d'axe mobile suit une trajectoire elliptique (bielle-manivelle) et dans un autre mode de réalisation, une plaque courbée au rayon du rouleau qui vient plaquer la nappe sur le rouleau 17 2865156 13 (mouvement de rotation), le robot 7 adoptera une position inclinée au départ de la trajectoire pour pincer la chute. A mechanical rebooting system allows this web to be positioned between the mold and the applicator roll 17. In one embodiment, the moving-axis system follows an elliptical trajectory (crank-handle) and in another embodiment, a plate bent to the radius of the roll that comes to press the web on the roller 17 (rotational movement), the robot 7 will adopt an inclined position at the start of the path to pinch the fall.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. The invention is described in the foregoing by way of example. It is understood that the skilled person is able to realize different variants of the invention without departing from the scope of the patent.
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