FR2897297A1

FR2897297A1 - MOLD CLOSURE SYSTEM FOR CLOSED MOLD TECHNICAL MOLDING, IN PARTICULAR BY INFUSION OR INJECTION OF RESIN

Info

Publication number: FR2897297A1
Application number: FR0651433A
Authority: FR
Inventors: Gerard Joly; Eric Deneux
Original assignee: Chomarat Composites SAS
Current assignee: Chomarat Composites SAS
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-08-17
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: WO2007093738A2; WO2007093738A3; FR2897297B1

Abstract

Système de fermeture de moule pour moulage par technique de moule fermé, et notamment par infusion ou injection de résine, comportant une bâche souple (2), caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens d'accrochage (5) aptes à être mis en place sur le pourtour du moule (1), comprenant une gorge accueillant une zone en surépaisseur (6), formée sur tout ou partie de la périphérie de la bâche (2).Mold closing system for molding by closed mold technique, and especially by infusion or injection of resin, comprising a flexible sheet (2), characterized in that it also comprises fastening means (5) capable of being set in place on the periphery of the mold (1), comprising a groove accommodating an area of extra thickness (6), formed on all or part of the periphery of the sheet (2).

Description

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SYSTEME DE FERMETURE DE MOULE POUR MOULAGE PAR TECHNIQUE DE MOULE FERME, ET NOTAMMENT PAR INFUSION OU INJECTION DE RESINE. MOLD CLOSURE SYSTEM FOR MOLDING BY FIXED MOLD TECHNIQUE, PARTICULARLY BY INFUSION OR RESIN INJECTION.

Domaine Technique : L'invention se rattache au domaine de la fabrication des matériaux composites par des procédés de moulage employant des moules fermés. Il peut s'agir de procédés d'infusion ou d'injection de résine. Il peut également s'agir de procédés utilisant des renforts préimprégnés de résine. Elle concerne plus spécifiquement un des organes utilisés lors de la mise en oeuvre du procédé de moulage. Plus précisément, elle concerne un système destiné à la fermeture du moule pour former un couvercle lors de l'introduction de la résine. L'invention vise plus spécifiquement une nouvelle structure de ce type de couvercle, qui permet notamment de faciliter sa mise en place et son maintien par rapport au moule. Technical Field: The invention relates to the field of manufacturing composite materials by molding processes employing closed molds. It can be infusion processes or resin injection. It can also be processes using reinforcements pre-impregnated with resin. It relates more specifically to one of the organs used during the implementation of the molding process. More specifically, it relates to a system for closing the mold to form a lid during the introduction of the resin. The invention is more specifically a new structure of this type of cover, which allows in particular to facilitate its implementation and its retention relative to the mold.

Dans la suite de la description, l'invention sera plus particulièrement décrite pour des procédés d'infusion, sans toutefois être limitée à cette seule technique, étant donc entendu qu'elle peut se transposer aux moulages par injection de résine, ou par polymérisation de renforts préimprégnés. In the following description, the invention will be more particularly described for infusion processes, without being limited to this technique alone, it being understood that it can be transposed to resin injection molding, or by polymerization of pre-impregnated reinforcements.

Techniques antérieures : De façon générale, les procédés de moulage par infusion de résine mettent en oeuvre plusieurs étapes parmi lesquelles figure la mise en place d'éléments de renfort fibreux sur la forme d'un moule. Le moule est ensuite refermé par l'intermédiaire d'une bâche souple permettant le passage contrôlé d'une résine qui va infuser à l'intérieur du renfort pour totalement l'investir, puis polymériser, afm de donner une pièce rigide. La propagation de la résine se fait par l'application d'un vide en certains points de la bâche, vers lesquels la résine introduite dans le moule se déplace automatiquement. PRIOR ART: In general, resin infusion molding processes use several steps, including the placing of fibrous reinforcing elements on the shape of a mold. The mold is then closed by means of a flexible sheet allowing the controlled passage of a resin which will infuse inside the reinforcement to fully invest, then polymerize, to give a rigid piece. The propagation of the resin is done by the application of a vacuum at certain points of the sheet, towards which the resin introduced into the mold moves automatically.

En pratique, le couvercle du moule peut être réalisé par un film étanche, qui sera ensuite éliminé après moulage. On conçoit que l'emploi d'un film jetable génère -2- In practice, the lid of the mold can be made by a sealed film, which will then be removed after molding. It is conceivable that the use of a disposable film generates -2-

des déchets qui compliquent la mise en oeuvre globale du procédé. Il est également connu d'utiliser des couvercles formés d'une bâche plus épaisse, mais réutilisable. Cette bâche doit assurer une étanchéité qui est un paramètre primordial pour le bon déroulement du procédé d'infusion, puisque le vide appliqué doit attirer la résine infusant, et non pas un air issu de fuites. Cette étanchéité doit être maintenue dans le temps, si l'on souhaite réutiliser la même bâche de fermeture de moule plusieurs fois consécutives. waste that complicates the overall implementation of the process. It is also known to use lids formed of a thicker tarpaulin, but reusable. This tarpaulin must provide a seal which is a paramount parameter for the smooth running of the infusion process, since the applied vacuum must attract the brewing resin, and not an air from leaks. This seal must be maintained over time, if we want to reuse the same mold closing cover several consecutive times.

A ce jour, l'étanchéité est maintenue, grâce à l'emploi d'une bâche qui est relativement épaisse, et typiquement à base de silicone. Le choix du silicone est imposé pour ses propriétés de résistance aux agressions chimiques, et notamment aux solvants qui sont contenus dans les résines employées. On conçoit que la zone de jonction entre le bord de la bâche et le moule peut être une source importante de fuites et il convient que l'étanchéité y soit assurée de manière particulièrement efficace. Or, cette zone constitue également la région par laquelle la bâche est maintenue mécaniquement à l'intérieur du moule, lorsqu'il s'agit bien entendu de moules pour la réalisation de pièces en creux, dans lesquelles la bâche formant le couvercle est mise en place à l'intérieur du volume défmi par le moule. To date, the seal is maintained, thanks to the use of a tarpaulin which is relatively thick, and typically based on silicone. The choice of silicone is imposed for its resistance properties to chemical attack, including solvents that are contained in the resins used. It is conceivable that the zone of junction between the edge of the sheet and the mold can be a major source of leaks and it should be ensured particularly effectively. However, this zone is also the region by which the sheet is mechanically held inside the mold, when it is of course molds for the production of hollow parts, in which the sheet forming the lid is placed in place inside the volume defined by the mold.

Ainsi, à ce jour, des opérations particulièrement complexes sont nécessaires pour assurer le maintien de la bâche efficacement par rapport au moule, et ce avec un niveau d'étanchéité satisfaisant. Plus précisément, ce maintien s'effectue par l'interposition entre la bâche et le moule d'une pâte ou mastic, assurant un collage étanche de la bâche sur le moule. Thus, to date, particularly complex operations are necessary to ensure the maintenance of the sheet effectively with respect to the mold, and with a satisfactory level of sealing. More specifically, this maintenance is effected by the interposition between the sheet and the mold of a paste or mastic, ensuring a tight bonding of the sheet on the mold.

Compte tenu de l'emploi de bâche en silicone, ce mastic doit présenter une nature chimique permettant son accrochage sur le silicone. De telles matières nécessitent donc une polymérisation qui oblige à des opérations manuelles fastidieuses et salissantes. En effet, il est nécessaire de maintenir manuellement un serrage entre la bâche et le moule, en interposant le mastic étanche sur la totalité du pourtour de la bâche, pendant un temps suffisant pour la polymérisation du mastic. -3- Given the use of silicone tarpaulin, this putty must have a chemical nature allowing its attachment to the silicone. Such materials therefore require polymerization that requires manual operations tedious and messy. Indeed, it is necessary to manually maintain a clamping between the tarpaulin and the mold, by interposing the sealant around the entire perimeter of the sheet, for a time sufficient for the polymerization of the sealant. -3-

On conçoit que cette opération est particulièrement peu précise, et délicate pour les pièces de grandes dimensions, ce d'autant plus que la bâche présente un poids relativement important que l'opérateur doit maintenir pendant toute la polymérisation du mastic. It is understood that this operation is particularly inaccurate, and delicate for large parts, especially since the tarpaulin has a relatively large weight that the operator must maintain throughout the polymerization of the mastic.

Outre ces inconvénients en termes de main d'oeuvre, l'emploi de ces mastics de collage est également problématique lorsque l'on souhaite réutiliser plusieurs fois la bâche, pour des opérations de moulage ultérieures. En effet, lorsque le couvercle du moule a été extrait du moule après moulage, il est nécessaire d'éliminer la bande de mastic qui a polymérisé, ce qui provoque inévitablement une dégradation de l'état de surface de la face inférieure de la bâche. Cette dégradation peut être la source ultérieure de fuites d'air. In addition to these disadvantages in terms of manpower, the use of these bonding mastics is also problematic when it is desired to reuse the tarpaulin several times, for subsequent molding operations. Indeed, when the mold cover has been extracted from the mold after molding, it is necessary to remove the band of mastic which has polymerized, which inevitably causes degradation of the surface condition of the underside of the sheet. This degradation may be the subsequent source of air leaks.

L'un des objectifs de l'invention est de fournir un couvercle de moule qui 15 présente une grande facilité à être installé et notamment maintenu sur le moule, tout en étant très facilement réutilisable plusieurs fois consécutives. One of the objectives of the invention is to provide a mold cover which has a great facility to be installed and in particular held on the mold, while being very easily reusable several consecutive times.

Exposé de l'invention L'invention concerne donc un système de fermeture de moule pour moulage 20 par infusion ou injection de résine. De façon classique, un tel système se compose d'une bâche souple, typiquement réalisée à base de matériau résistant chimiquement à la résine de moulage. SUMMARY OF THE INVENTION The invention thus relates to a mold closure system for molding by infusion or resin injection. Conventionally, such a system consists of a flexible tarpaulin, typically made of a material chemically resistant to the molding resin.

Conformément à l'invention, ce couvercle se caractérise en ce qu'il comporte 25 également des moyens d'accrochage, aptes à être installés sur le pourtour du moule, et qui comprennent une gorge accueillant une zone de surépaisseur formée sur tout ou partie de la périphérie de la bâche. According to the invention, this cover is characterized in that it also comprises hooking means, able to be installed on the periphery of the mold, and which comprise a groove accommodating a zone of extra thickness formed on all or part of the periphery of the tarpaulin.

Autrement dit, l'invention consiste à équiper la bâche d'un cordon 30 périphérique, qui peut être mis en place dans une gorge de maintien solidaire du moule, afm de bloquer la position du pourtour de la bâche et éviter que cette -4- In other words, the invention consists in equipping the tarpaulin with a peripheral cord, which can be put in place in a holding groove integral with the mold, in order to block the position of the perimeter of the cover and prevent this

dernière ne s'affaisse à l'intérieur du moule. La bâche est ainsi maintenue sous une tension suffisante pour qu'elle soit bien plaquée sur les renforts qu'elle emprisonne contre le moule, et ce avec une étanchéité optimisée au niveau de la périphérie du moule. last does not sag inside the mold. The sheet is thus maintained under a sufficient tension so that it is well plated on the reinforcements it traps against the mold, and with an optimized seal at the periphery of the mold.

Les moyens d'accrochage peuvent être solidarisés au moule proprement dit, et de façon plus générale, sur tout élément fixe défmissant les limites de la zone d'injection ou d'infusion de la résine. Il peut ainsi s'agir d'éléments rigides situés à l'intérieur du moule, couramment appelés "coquilles" défmissant une zone particulière à l'intérieur du moule. En pratique, les moyens d'accrochage peuvent être formés par un profilé, qui présente une gorge ouverte en direction du moule. Ce profilé peut ainsi former une pièce rapportée solidarisée sur le moule dans les endroits appropriés. Il peut par exemple être mis en place en étant enfiché sur des inserts solidaires du moule. Il peut également être collé sur la zone périphérique du moule. The hooking means can be secured to the mold itself, and more generally, to any fixed element defining the limits of the injection zone or infusion of the resin. It can thus be rigid elements located inside the mold, commonly called "shells" defining a particular area inside the mold. In practice, the attachment means may be formed by a profile, which has a groove open towards the mold. This profile can thus form an insert secured to the mold in the appropriate places. It can for example be implemented by being plugged onto integral inserts of the mold. It can also be glued on the peripheral area of the mold.

Avantageusement, en pratique, un joint d'étanchéité peut être interposé entre le moule et le profilé, pour éviter toute fuite d'air qui pourrait intervenir du fait d'un interstice entre le moule et le profilé qui sont relativement rigides. En pratique, la zone en surépaisseur en périphérie de la bâche peut être réalisée de différentes manières. Advantageously, in practice, a seal may be interposed between the mold and the profile, to prevent any air leakage that could occur due to a gap between the mold and the section which are relatively rigid. In practice, the zone of extra thickness around the periphery of the sheet can be made in different ways.

Ainsi, il est possible de former un pli en périphérie de la membrane de la 25 bâche, de manière à emprisonner un élément qui génère une zone en surépaisseur. Cette solution permet d'utiliser une membrane relativement fine, qui peut être pliée facilement, puisque l'élément formant surépaisseur n'est mis en place qu'au moment de l'installation dans le moule. Il est également possible d'utiliser une bâche dans laquelle la zone de surépaisseur a été fixée à demeure. 30 -5- En pratique, l'élément emprisonné dans le pli de la membrane peut être un jonc élastique et compressible, introduit en force dans la gorge du profilé, et qui possède une rigidité telle qu'il empêche l'extraction de la bâche sous son propre poids. Il est également possible que l'élément formant surépaisseur soit constitué d'une tubulure gonflable, gonflée au moment où le pli de la bâche qui la contient est introduit à l'intérieur de la gorge du profilé. Thus, it is possible to form a fold on the periphery of the membrane of the tarpaulin, so as to trap an element which generates an area of extra thickness. This solution makes it possible to use a relatively thin membrane, which can be folded easily, since the element forming an excess thickness is not put in place until it is installed in the mold. It is also possible to use a tarpaulin in which the zone of extra thickness has been fixed permanently. In practice, the element trapped in the fold of the membrane may be an elastic and compressible rod, forcefully introduced into the groove of the profile, and which has a rigidity such that it prevents the extraction of the tarpaulin. under his own weight. It is also possible for the element forming extra thickness to consist of an inflatable tubular inflated at the moment when the fold of the sheet which contains it is introduced inside the groove of the section.

10 Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective sommaire d'un moule montré juste avant la mise en place du couvercle formé par la bâche caractéristique ; la figure 2 est une vue en perspective sommaire du pourtour du moule, montrant le profilé caractéristique ainsi que les différents éléments nécessaires à sa mise en place sur le moule ; les figures 3 et 4 sont des vues en perspective sommaire de deux variantes de mise en place de la périphérie de la bâche dans le profilé illustré à la figure 2. Brief Description of the Figures The manner of carrying out the invention, as well as the advantages thereof, will emerge from the description of the embodiment which follows, with reference to the appended figures, in which: FIG. brief perspective of a mold shown just before the cover formed by the characteristic cover; Figure 2 is a perspective view of the outline of the mold, showing the characteristic section and the various elements necessary for its establishment on the mold; FIGS. 3 and 4 are brief perspective views of two alternative embodiments of the periphery of the sheet in the profile shown in FIG. 2.

Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, et comme illustré schématiquement à la figure 1, 25 l'invention concerne un moule de moulage par infusion de résine, qui comporte un couvercle (2) formé par une bâche souple, permettant d'emprisonner dans le moule différents éléments à intégrer dans la pièce moulée, et notamment un renfort textile (3). L'invention vise plus spécifiquement des moyens de maintien de la bâche (2) sur le moule (1), combinant un profilé (5) présent sur le pourtour du moule, coopérant 30 avec une zone en surépaisseur (6) présente sur la périphérie de la bâche (2). 15 20 2897297 -6- DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As already mentioned, and as schematically illustrated in FIG. 1, the invention relates to a resin infusion molding mold, which comprises a cover (2) formed by a flexible tarpaulin, making it possible to imprison in the mold various elements to be integrated in the molded part, and in particular a textile reinforcement (3). The invention relates more specifically to means for holding the cover (2) on the mold (1), combining a profile (5) present on the periphery of the mold, cooperating with a zone of extra thickness (6) present on the periphery the tarpaulin (2). 15 20 2897297 -6-

Plus précisément, comme illustré à la figure 2, le pourtour du moule présente une zone sensiblement horizontale (10), qui accueille un profilé (5), à proximité de la zone (11) de raccordement à une paroi (8) du moule. Ce profilé (5), typiquement à base d'aluminium, comporte une gorge (13), définie entre deux ailes (14,15) 5 sensiblement parallèles. L'une de ces ailes (15) possède un rebord proéminent (16), destiné à limiter les dimensions de l'ouverture (17) de la gorge. Cette gorge est maintenue sur une portion principale plane (19) reposant sur le pourtour du moule (10). More precisely, as illustrated in FIG. 2, the periphery of the mold has a substantially horizontal zone (10), which accommodates a profile (5), close to the zone (11) for connection to a wall (8) of the mold. This profile (5), typically based on aluminum, has a groove (13) defined between two wings (14,15) 5 substantially parallel. One of these wings (15) has a prominent flange (16) for limiting the size of the opening (17) of the groove. This groove is maintained on a flat main portion (19) resting on the periphery of the mold (10).

Plus précisément, le pourtour du moule (10) possède des inserts (20) composés d'un ergot (21) s'élevant perpendiculairement à une plaque perforée (22). La plaque perforée (22) est noyée à l'intérieur du moule, et plus précisément sous une strate supérieure (25) formant la partie supérieure du moule à proprement parler. De la sorte, les ergots (21) dépassent de la face supérieure du moule, et ils constituent des points d'ancrage sur lesquels peut venir s'enficher le profilé (5), au niveau de l'ouverture (28) prévue à cet effet. Comme illustré à la figure 2, une couche compressible du type joint ou pâte (30) est interposée entre la face inférieure du profilé (5) et la face supérieure du moule, pour empêcher tout passage d'air lors de l'application de la dépression pendant le procédé d'infusion. More specifically, the periphery of the mold (10) has inserts (20) composed of a lug (21) rising perpendicularly to a perforated plate (22). The perforated plate (22) is embedded inside the mold, and more precisely under an upper layer (25) forming the upper part of the mold itself. In this way, the lugs (21) protrude from the upper face of the mold, and they constitute anchoring points on which the profile (5) can be fitted, at the opening (28) provided for this purpose. effect. As illustrated in FIG. 2, a compressible layer of the seal or paste type (30) is interposed between the lower face of the profile (5) and the upper face of the mold, to prevent any passage of air during the application of the depression during the infusion process.

Dans une variante non représentée, le profilé peut être directement collé sur le pourtour du moule (10), ou par extension, sur tout élément rigide telle qu'une coquille disposée à l'intérieur du moule. In a variant not shown, the section may be directly adhered to the periphery of the mold (10), or by extension, on any rigid element such as a shell disposed inside the mold.

La coopération entre la bâche (2) et le profilé (5) peut être obtenue comme illustré à la figure 3 par la formation d'une zone en surépaisseur (6) au moyen d'un joint compressible (33). Ainsi, la membrane formant la bâche peut être repliée sur elle-même, pour accueillir dans sa zone pliée (36) l'élément (33), typiquement à base de mousse à cellules fermées. Les dimensions et la matière du joint (33) sont déterminées pour que la pénétration de la zone en surépaisseur (6) à l'intérieur de l'ouverture (17) de la gorge (13) nécessite un effort, supérieur aux efforts -7- The cooperation between the sheet (2) and the profile (5) can be obtained as illustrated in Figure 3 by the formation of a thickened area (6) by means of a compressible seal (33). Thus, the membrane forming the sheet can be folded on itself to accommodate in its folded area (36) the element (33), typically based on closed cell foam. The dimensions and the material of the seal (33) are determined so that the penetration of the thickened area (6) inside the opening (17) of the groove (13) requires a force, greater than the forces -7 -

d'arrachement auxquels devra résister la bâche pendant le procédé d'infusion. Cette mise en place est facilitée par le fait que la bâche est relativement relâchée avant l'application de la source de vide, ce qui donne une certaine latitude de mouvement pour l'insertion de la zone proéminente (6) dans le profilé (5). A l'inverse, lorsque le vide est appliqué sous la bâche, cette dernière subit une traction à laquelle doit résister la coopération entre la zone en surépaisseur (6) et le profilé (5). of tearing to resist the tarpaulin during the infusion process. This installation is facilitated by the fact that the cover is relatively relaxed before the application of the vacuum source, which gives a certain latitude of movement for the insertion of the protruding zone (6) into the profile (5). . Conversely, when the vacuum is applied under the sheet, the latter undergoes a pull which must resist the cooperation between the thickened zone (6) and the profile (5).

Le joint compressible (33) peut être remplacé, comme illustré à la figure 4, par un joint gonflable, formé par une tubulure étanche (38), emprisonnée dans un pli (39) formé par la membrane de la bâche. Dans la forme illustrée à la figure 4, cette membrane est repliée pour former non seulement un pli, mais également un fourreau, par la présence d'une soudure (40), défmissant le fourreau (41) à l'intérieur duquel est mis en place le joint gonflable. Bien entendu, la combinaison des deux exemples illustrés aux figures 3 et 4 peut être réalisée, soit en utilisant un joint gonflable uniquement dans une zone pliée et non soudée, soit en utilisant un joint compressible emprisonné dans un fourreau fermé. The compressible seal (33) can be replaced, as shown in Figure 4, by an inflatable seal, formed by a sealed tubing (38), trapped in a fold (39) formed by the membrane of the sheet. In the form illustrated in Figure 4, this membrane is folded to form not only a fold, but also a sheath, by the presence of a weld (40) defining the sheath (41) inside which is placed place the inflatable seal. Of course, the combination of the two examples illustrated in FIGS. 3 and 4 can be achieved either by using an inflatable seal only in a folded and unsealed area, or by using a compressible seal trapped in a closed sheath.

Il ressort de ce qui précède que le couvercle de moule conforme à l'invention présente de multiples avantages : il permet en particulier d'assurer une étanchéité quasi-parfaite au niveau de la jonction entre le couvercle et le fond du moule,. la mise en place de la bâche étant ainsi facilitée, puisqu'elle peut être réalisée par un opérateur unique, qui insère au fur et à mesure la zone en surépaisseur dans le profilé ; aucune dégradation n'intervient au niveau de la bâche, qui peut ainsi être réutilisée de nombreuses fois ; il permet un gain de temps lors de la mise en place de la bâche ; il élimine ou au moins fortement diminue l'emploi de matériaux consommable du type pâte ou mastic, utilisés dans les systèmes antérieurs pour assurer le maintien et l'étanchéité. 25 30 . -8- It follows from the above that the mold cover according to the invention has multiple advantages: it allows in particular to ensure a near-perfect seal at the junction between the lid and the bottom of the mold. the installation of the tarpaulin is thus facilitated, since it can be performed by a single operator, which inserts the area as an extra thickness in the profile; no degradation occurs at the level of the tarpaulin, which can be reused many times; it saves time during the installation of the tarpaulin; it eliminates or at least greatly reduces the use of consumable materials of the paste or putty type, used in previous systems to maintain and seal. 30. -8-

Claims

1 / mold closure system for molding by closed mold technique, and in particular by infusion or injection of resin, comprising a flexible sheet (2), characterized in that it also comprises hooking means (5) adapted to be placed on the periphery (10) of the mold (1), comprising a groove (13) hosting a thickened area (6), formed on all or part of the periphery of the sheet (2).

2 / System according to claim 1, characterized in that the attachment means are formed by a profile (5) having a groove (13) open towards the mold.

3 / A system according to claim 1, characterized in that the profile is put in place on inserts (20) integral with the mold (10).

4 / System according to claim 2, characterized in that the profile is glued on the mold. 5 / A system according to claim 2, characterized in that a seal (30) is interposed between the mold (10) and the profile (5). 6 / A system according to claim 1, characterized in that the tarpaulin is formed of a membrane whose periphery comprises a fold (36) trapping a member (33,38) generating the area of extra thickness (6). 7 / System according to claim 6, characterized in that the element is formed by an elastic ring (33). 8. The system of claim 6, characterized in that the element is formed by an inflatable tubular (38).