FR2935107A1 - Procede et dispositif de transformation d'une feuille de tissu en materiau composite thermoplastique - Google Patents

Abstract

Le procédé de transformation d'une feuille principalement plane en matériau composite, matériau composite comportant un réseau de fibres longues orienté suivant au moins deux directions privilégiées différentes maintenues dans une matrice, la matrice étant déformable de manière plastique au moins dans une plage de conditions de température définie par une température Tp de formage thermoplastique, comporte - une étape de mise en forme de la feuille suivant une surface essentiellement cylindrique ayant un profil essentiellement concave, par cintrage de la feuille ladite mise en forme étant réalisée dans un domaine élastique de déformation de la feuille, - une étape de mise à température Tp de la feuille, - puis une étape de transformation au cours de laquelle les génératrices de la surface essentiellement cylindrique de la feuille sont inclinées sensiblement de manière angulaire égale, sensiblement dans une même direction, par rapport à la direction initiale des génératrices, tout en maintenant la forme du profil sur une ligne de pliage à proximité d'un bord de la feuille.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSFORMATION D'UNE FEUILLE DE TISSU EN MATERIAU COMPOSITE THERMOPLASTIQUE L'invention relève du domaine général des procédés de la mise en forme des matériaux composites de manière à leur donner une forme prédéterminée tout en maîtrisant leurs caractéristiques mécaniques. Plus particulièrement, l'invention concerne la mise en forme de feuilles de tissu, principalement bidimensionnelles, dont l'épaisseur est très inférieure aux deux autres dimensions, et destinées à la réalisation de pièces en matériau composite. Dans la suite de la description, on désignera par rouleau de tissu en matériau composite thermoplastique le matériau de base, par feuille de tissu un élément découpé dans un rouleau et non encore transformé par le procédé, les feuilles de tissu étant destinées après transformation à constituer des plis, mis en oeuvre pour réaliser des pièces en matériaux composites formées d'un assemblage de deux ou plusieurs plis superposés. Une feuille en matériau composite comporte classiquement, pour les matériaux auxquels s'adresse l'invention, un tissage bidimensionnel de fibres maintenues par une résine. Ces fibres communiquent à la feuille des caractéristiques mécaniques prédéterminées et adaptées à son usage futur, par exemple dans le domaine des structures telles que les structures aéronautiques. Dans le cas encore plus particulier de matériaux thermoplastiques, une telle feuille composite présente un domaine de plasticité lorsque sa température est amenée dans une plage connue, par exemple de l'ordre de 300°C. Ce domaine de plasticité est dû au changement des caractéristiques mécaniques de la matrice, les fibres conservant généralement un haut module d'élasticité tel que leur longueur n'est pas modifiée lors d'un processus de formage.

La feuille est susceptible d'être déformée dans les conditions plastiques, puis retrouve sa rigidité nominale en abaissant sa température autour de la température de mise en oeuvre de la pièce. De telles feuilles sont classiquement travaillées en utilisant des procédés de formage également connus pour des plaques métalliques minces, par exemple pliage ou roulage. Ces feuilles à tissage bidimensionnel (tissus imprégnés de résine thermoplastique) sont produites en grandes dimensions, en rouleaux ou en plaques par exemple, afin d'en réduire les coûts de production et de mise en oeuvre. Lorsque l'on souhaite réaliser une pièce en matériau composite, des feuilles sont découpées dans des rouleaux en tenant compte de la forme de la pièce à obtenir et des orientations souhaitées des fibres au niveau des différents plis qui sont superposés pour former la pièce, ce qui amène naturellement à sectionner les fibres du tissage sur toute la périphérie du pli découpé (fig. 5c).Ce découpage peut nuire aux caractéristiques mécaniques de la pièce lorsque l'orientation des fibres ne correspond pas à une direction privilégiée des efforts dans la pièce réalisée ou que les fibres résultantes sont de faibles longueurs. Une solution mise en oeuvre pour faire face à ce problème consiste à superposer des plis en nombre plus important que nécessaire si les fibres étaient sectionnées de manière optimale. Il en résulte des pièces finies plus volumineuses et plus lourdes.

On comprend qu'il est souhaitable, lorsque les caractéristiques de résistance et de masse de la pièce peuvent revêtir une importance particulière, et typiquement dans le domaine aéronautique, de faire en sorte que les fibres composant le tissage soient orientées selon des directions préférentielles, par rapport aux efforts dans la pièce, par exemple suivant un arc dans le cas de réalisation d'une pièce de forme cintrée telle qu'un cadre de fuselage. La réalisation de tissages composites sur mesure, avec disposition d'une des nappes de fibres du tissage selon un tel arc est naturellement possible, mais il est bien évident que le coût de telles pièces faites sur mesure va être considérablement plus important que celui de formes découpées dans un rouleau de tissé bidimensionnel composite, et dans la pratique rend ce procédé économiquement peu performant par rapport à un procédé de post-formage de formes simples. Cependant, en raison du haut module d'élasticité des fibres mises en 3 oeuvre dans les matériaux composites concernés, il n'est pas possible d'appliquer les techniques de cintrage étirage qui sont mises en oeuvre par exemple pour des profilés métalliques. La présente invention a donc pour objet de remédier à ces inconvénients en réalisant des éléments destinés à former des plis d'une pièce à réaliser à partir d'une feuille conventionnelle comportant des orientations de fibres conventionnelles, en particulier suivant un agencement rectangulaire, pour leur faire prendre des directions désirées par rapport aux formes de la pièce à réaliser.

On comprend que le but est ici de pouvoir utiliser des feuilles conventionnelles, par exemple en tissé bidimensionnel, et de modifier la géométrie de leur tissage en tirant parti de l'existence d'un domaine de plasticité pour ces feuilles, souvent déterminé par une plage de températures. Dès lors, des pièces aux caractéristiques mécaniques optimisées sont réalisables de manière économique par l'assemblage de plis aux caractéristiques mécaniques propres optimisées. Un second but de l'invention est de permettre une modification très simple du profil conditionnant l'orientation des fibres, ce qui ouvre des possibilités de création de pièces différentes sans remettre en cause la définition des moyens de réalisation des feuilles. Selon l'invention, le procédé de transformation d'une feuille principalement plane en matériau composite, ledit matériau composite comportant un réseau de fibres longues orienté suivant au moins deux directions privilégiées différentes maintenues dans une matrice, la matrice étant déformable de manière plastique au moins dans une plage de conditions de température définie par une température Tp de formage thermoplastique, comporte : - une étape de mise en forme de la feuille suivant une surface correspondant essentiellement à une partie de cylindre, dite surface cylindrique, déterminée par des génératrices s'appuyant sur un profil essentiellement concave, par cintrage de la feuille, - une étape de mise à température Tp de la feuille, - puis une étape de transformation au cours de laquelle les génératrices de la surface essentiellement cylindrique de la feuille sont inclinées sensiblement de mêmes valeurs angulaires, sensiblement dans une même direction D de déformation, par rapport à la direction initiale des génératrices, tout en maintenant la forme du profil sur une ligne de pliage à proximité d'un bord de référence de la feuille. Il est clair que l'utilisation du domaine de déformation thermoplastique de la feuille, et la fixation du bord de la feuille pour lui faire garder la forme du profil choisi, permettent de coucher progressivement la feuille perpendiculairement à la direction de ses génératrices, ce couchage progressif amenant la feuille à prendre en quelque sorte une forme projetée sur un plan perpendiculairement à la direction de ses génératrices. On a bien ainsi obtenu un pli dont les caractéristiques mécaniques sont choisies en fonction d'un profil, à partir d'une feuille tirée d'un rouleau tout à fait classique bon marché et dont les fibres sont sectionnées suivant la forme de la feuille et non du pli. Il est à noter que l'on utilise dans toute la description le terme de transformation dans le sens d'une transformation géométrique. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, l'inclinaison des génératrices de la surface cylindrique de la feuille est réalisée par application à la feuille de forces de déformation sensiblement perpendiculaires à la direction initiale des génératrices, lesdites forces étant appliquées le long d'une ligne d'effort, initialement appliquée au niveau de la ligne de pliage de la feuille, la ligne d'effort étant déplacée progressivement au fur et à mesure de la déformation des génératrices.

Ainsi les fibres sont progressivement déformées depuis la ligne de pliage et le glissement progressif des fibres dans la matrice est réalisé dans la partie de la feuille restant à déformer, les fibres ayant leur position finale dans la partie de la feuille ayant subit la déformation. Dans un mode préféré de réalisation, les génératrices sont inclinées pour 30 se trouver sensiblement dans un même plan à la fin de la transformation et délivrer ainsi un pli sensiblement plan. Encore plus particulièrement, le profil est un arc de cercle. On a alors un procédé de cintrage en plan d'une feuille en matériau composite thermoplastique. Les applications de pièces cintrées sont très nombreuses, et l'invention permet alors à partir d'une feuille de tissé bidimensionnel à trame rectangulaire d'obtenir une pièce dont certaines fibres sont sensiblement parallèles à un arc de cercle adapté au cintre de la pièce à réaliser. 5 Le procédé est applicable pour toute orientation de fibres dans la feuille, en particulier lorsque les fibres dans la feuille sont orientées à 30°, à 45° ou encore à 60°, comme il est pratiqué dans la réalisation de pièces en matériaux composites. L'invention vise également un dispositif destiné à la transformation d'une feuille principalement plane en matériau composite, ledit matériau composite comportant un réseau de fibres longues orientées suivant au moins deux directions privilégiées différentes maintenues dans une matrice, la matrice étant déformable de manière plastique au moins dans une plage de conditions de température définie par une température Tp de formage thermoplastique, ladite feuille essentiellement rectangulaire étant transformée en un pli sensiblement en secteur de couronne, sans rupture des fibres de la feuille, comportant : - un plateau, - un moyen de fixation de la feuille au niveau d'un bord de référence imposant à la feuille une forme de partie de cylindre déterminé par des génératrices perpendiculaires au plateau s'appuyant sur un profil, - un moyen de chauffage de la feuille apte à amener ladite feuille à sa température Tp de formage thermoplastique, - des moyens d'application d'un effort directionnel sur la feuille sensiblement au niveau de la surface du plateau, l'effort comportant une composante parallèlement à ladite surface, et une composante d'appui sur ladite surface. Avantageusement, les moyens d'application de l'effort directionnel sur la feuille sont agencés autour d'une ligne d'effort, de forme sensiblement identique à celle du profil de la partie de cylindre formé par la feuille, la ligne d'effort étant disposée sensiblement au niveau du moyen de fixation de la feuille, et comportant des moyens de déplacement parallèlement au plateau. Cette disposition correspond à une réalisation efficace et économique du dispositif. 6 De même, l'invention vise également un pli, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention à une feuille en matériau composite thermoplastique ou encore à une feuille dans un matériau thermodurcissable qui est maintenu temporairement dans des conditions pour lesquelles il présente des caractéristiques thermoplastiques. La description et les dessins d'un mode particulier de réalisation de l'invention, dans le cas du cintrage d'un tissé imprégné de résine thermoplastique, donnés ci-après, permettront de mieux comprendre les buts et avantages de l'invention. Il est clair que cette description est donnée à titre d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif. Dans les dessins : - la figure 1 illustre l'orientation des fibres dans la feuille de tissu imprégnée de résine thermoplastique avant mise en oeuvre du procédé pour deux angles de découpage par rapport au bord de 15 référence de la feuille ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif permettant une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ainsi que d'une feuille, avant transformation, en position sur le dispositif; - la figure 3 est une vue schématique du procédé selon l'invention ; 20 - la figure 4 illustre de la même manière le dispositif de la figure 2, après transformation de la feuille ; - la figure 5 illustre l'orientation des fibres dans le pli une fois transformé par le procédé selon l'invention figures 5a et 5b comparé à un pli découpé de manière conventionnelle figure 5c. 25 Telle qu'on peut la voir sur la figure 1 a, une feuille 1 en tissé imprégné de résine thermoplastique de type classique, comporte en général deux orientations privilégiées différentes de fibres 2, 3, généralement perpendiculaires, formant un quadrillage rectangulaire. La feuillet comporte ici un bord de référence sensiblement rectiligne 4, ici parallèle à une des directions 30 principales des fibres 2, 3. Dans une variante illustrée figure 1 b, les directions des fibres 2, 3 sont globalement orientées à 45° du bord de référence 4 de la feuille 1, mais il est connu d'une manière générale de réaliser des plis dont une orientation de fibres est choisie dans une direction arbitraire par rapport à une direction de référence, le plus souvent 45° ou 30° ou 60°. Le dispositif selon l'invention, adapté dans ce cas particulier non limitatif à réaliser la transformation à chaud de feuilles 1 en matériau composite thermoplastique, comporte un plateau 5 sensiblement plan sur lequel la feuille 1 viendra se plaquer lors de la transformation. Ce plateau 5 est réalisé par exemple en métal ou tout autre matériau apte à supporter notamment les conditions de température impliquées par le domaine de plasticité de la feuille 1. Le plateau 5 comporte dans l'exemple décrit un bord 6 dont le profil forme un arc de cercle, de rayon R identique à un rayon de courbure souhaité pour la feuille 1 transformé. Un élément de serrage, non représenté sur la figure mais de type conventionnel, de profil complémentaire du bord 6 du plateau 5, formant avec ledit plateau un étau cintré, est solidarisé au bord 6 du plateau 5, ses dimensions permettant le pincement de la feuille 1, dont l'épaisseur est le plus souvent inférieure à un millimètre. Le dispositif de transformation comporte également un four de chauffage 8 dont la puissance est adaptée à amener la feuille 1 à une température Tp comprise dans sa zone de plasticité. Un four infrarouge de type connu de l'homme de l'art, constitué par exemple de résistances chauffantes disposées selon une surface globalement parallèle à la feuille 1 à transformer, permettra d'atteindre de façon homogène sur toute la feuille 1 la température Tp nécessaire, en général de quelques centaines de degrés centigrades. Le four de chauffage 8 est complété par un fond 9 et un capot 10, destinés à former une enceinte thermique principalement close.

Le dispositif de transformation comporte encore une rouleuse 11 à bobines, laquelle se compose d'une barre, par exemple réalisée en un tube en acier inoxydable, destinée à transmettre un ensemble d'efforts sur la feuille 1, selon une ligne d'effort 12 de forme proche de celle du profil du bord 6 en arc de cercle du plateau 5, d'un ensemble de bobines disposées sur ladite barre, l'axe de ces bobines étant parallèle au plateau 5, et de deux poignées d'opération 13. Les bobines sont par exemple réalisées en silicone dur ou autre matériau apte à ne pas détériorer la feuille 1 et à résister à la température Tp régnant dans le four de chauffage 8. 8 Ces poignées d'opération 13 sont de préférence disposées à l'extérieur de la zone de chauffage pour être opérées depuis l'extérieur de ladite zone et pour être maintenue à une température proche de la température extérieure à l'enceinte, alors que la rouleuse 11 à bobines est disposée à l'intérieur de cette zone de chauffage. Des ouvertures, ménagées dans les bords latéraux du capot 10 du four, permettent le déplacement en translation de la rouleuse 11 à bobines, sans retirer l'enceinte thermique, au niveau du plateau 5 et parallèlement au plan de ce plateau 5, selon une direction de translation D, essentiellement perpendiculaire à une corde du profil en arc de cercle formé par le bord 6 du plateau 5, et de la partie concave vers la partie convexe du profil du bord 6 du plateau 5. Enfin, le dispositif de transformation comporte une plaque dite froide, non représentée ici, mais de forme correspondante à celle du plateau 5, destinée à provoquer le refroidissement de la feuille 1 après transformation.

La description du dispositif et de ses moyens constitutifs correspond ici à celle d'un démonstrateur expérimental dont les différents moyens peuvent prendre de nombreuses formes dans une réalisation industrielle notamment par une automatisation poussée des dits différents moyens. Le procédé mis en oeuvre est illustré sur la figure 3. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, dans une première phase, une feuille 1, préalablement découpée (étape El) dans un rouleau en fonction de la forme du résultat recherché et de l'orientation des fibres souhaitées dans le pli à former, est présenté (étape E2) sur le plateau 5, puis cintré, par exemple en le déformant dans un domaine élastique (au moins partiellement), jusqu'à atteindre la forme du profil, ici un rayon de courbure proche du rayon R du bord 6 du plateau 5. Dans une seconde phase, la feuille 1 est solidarisée (étape E3) au bord 6 du plateau 5 par serrage de l'étau. Ladite feuille est alors immobilisée et globalement perpendiculaire au plan formé par le plateau 5. Sa forme est alors celle d'une surface d'une partie de cylindre défini par un profil correspondant au bord 6 du plateau 5 sur lequel s'appuient des génératrices perpendiculaires au plateau 5. Dans le cas particulier d'une feuille 1 dont les directions de fibres sont parallèles ou perpendiculaires au bord de référence 4 (fig. 1 a), les génératrices du cylindre correspondent à la direction 9 d'un des ensembles de fibres de la feuille 1. Dans une troisième phase, le four 8 et le capot 10 du four sont mis en place, et le four est mis en chauffe (étape E4). Le choix de la température à atteindre et de la vitesse de chauffe est déterminé par les qualités intrinsèques du matériau mis en oeuvre connue de l'homme de l'art, elles doivent permettre un chauffage uniforme de la feuille, de manière à ce que sa déformation ultérieure soit homogène. Une fois la température Tp de plasticité atteinte de manière homogène au niveau de la feuille, température dont le contrôle est réalisé de manière classique et non détaillée ici, la rouleuse 11 à bobines est amenée au contact de la feuille 1 à proximité du bord 6 de plateau 5, et des efforts de translation et d'appui sur le plateau 5 lui sont appliqués (étape E5), depuis la partie concave de la feuille 1, selon la direction de translation D, provoquant ainsi le couchage progressif de la feuille 1 sur le plateau 5 par les bobines. La vitesse du déplacement de la rouleuse 11 suivant la translation D est ajustée, en particulier suffisamment faible, pour que la matrice se déforme effectivement de manière plastique sans rupture locale et que les fibres maintenues dans la matrice glissent sans perte de cohésion avec la matrice en fonction du réagencement des dites fibres au sein de la matrice lors de la transformation réalisée par le procédé. Dans l'exemple de réalisation prototype illustré sur les figures 2 et 4, les efforts sont appliqués sur la rouleuse 11 manuellement à l'aide des poignées 13. Dans le cas d'une installation industrielle, pour des raisons de rapidité, de reproductibilité des résultats, en particulier liée à l'intensité des efforts à appliquer pour des feuilles de dimensions significatives et aux vitesses de transformation, de tels efforts sont avantageusement appliqués par des moyens mécaniques et au moyen d'une rouleuse de forme adaptée. La feuille 1 se couche au fur et à mesure de l'avancée de la rouleuse 11 à bobines, la partie de la feuille 1 située en amont de la rouleuse étant déjà couchée sur le plateau 5, alors que la partie en aval de la rouleuse 11 est encore sensiblement perpendiculaire au plateau 5. La rouleuse à bobines 11 est donc en permanence située au niveau d'une ligne de déformation de la feuille 1, qui balaye progressivement cette feuille 1.

Le four de chauffage 8 est alors arrêté, son capot 11 est enlevé, et la plaque de refroidissement est amenée sur la feuille 1 pour l'amener à température d'utilisation Tu dans sa forme nouvelle (étape E6). Lorsque la feuille est refroidie à la température Tu dans sa nouvelle forme, la plaque de refroidissement est enlevée. La figure 4 illustre l'état du dispositif de transformation à ce moment. L'étau cintré est ensuite desserré et la feuille 1 transformé est extrait (étape E7) du dispositif de transformation. Le bord de la feuille 1, resté pincé par l'étau cintré pendant l'opération, est à cette étape perpendiculaire au reste de la feuille 1. Le dit bord est alors avantageusement découpé (étape E8) par tout moyen adapté (détourage), afin de délivrer la feuille transformée 1 b utilisable comme pli pour la réalisation de la pièce. Comme on le constate sur la figure 5a, qui illustre la forme du pli 1 b après mise en oeuvre du procédé, les fibres 3 perpendiculaires au bord de référence 4 de la feuille 1 sont restées, suivant l'exemple décrit ici, globalement droites et parallèles lors de la transformation, alors que les fibres 2 parallèles au bord 4 de la feuille 1 ont adopté le profil du bord 6 du plateau 5, c'est à dire ici un arc de cercle de rayon R, ces fibres 2 présentent toutes le même rayon de courbure R, et sont simplement translatées les unes par rapport aux autres. On a donc ici un procédé de transformation de feuilles rectangulaires en plis à fibres en arcs de cercle, c'est à dire un pli ayant une forme correspondant sensiblement à un secteur de couronne plane, sans rupture des fibres de la feuille, qui glissent au sein de la matrice lors de la transformation réalisée à l'état plastique. La disposition finale des fibres illustrée sur la figure 5a se compare à la disposition des fibres de la figure 5c, obtenue en l'absence du procédé par découpage classique de la forme du pli dans un rouleau de matériau composite, découpage qui sectionne de nombreuses fibres, en particulier suivant le sens long du pli, et diminue la résistance propre du pli. La figure 5b illustre de la même manière la disposition finale des fibres 2, 3, lorsque le procédé selon l'invention est utilisé sur une feuille dont les fibres sont initialement orientées sensiblement à 45° par rapport au bord de référence de la feuille, cette disposition initiale étant celle illustrée sur la figure 1 b.

Le procédé présente donc de nombreux avantages. Il permet l'obtention de plis 1 b cintrés dans leurs plans qui conservent un taux de fibre homogène, et donc des caractéristiques mécaniques sensiblement nominales au sein du matériau, tout en orientant les fibres suivant sensiblement un sens privilégié d'une pièce courbe sans rupture non désirée des fibres. Il permet de ce fait d'envisager l'utilisation économiquement viable de pièces en matériaux composites pour constituer des raidisseurs de structure avion de type cadres, optimisés à partir de feuilles thermoplastiques conventionnelles. La durée de mise en oeuvre du procédé pour déformer la feuille 1 peut 10 être relativement courte avec un dispositif industriel, et le dispositif est simple et économique à réaliser. L'effort appliqué sur la feuille 1 est de préférence sensiblement identique en tous points, ce qui préserve l'homogénéité des caractéristiques des produits réalisés. 15 Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des semi-produits de bonne santé matière, destinés par exemple à l'estampage à chaud, avant d'être mis en oeuvre pour réaliser une pièce. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérées à titre d'exemple, mais s'étend au 20 contraire aux modifications à la portée de l'homme de l'art. Dans le présent exemple, la feuille 1 présente une certaine rigidité permettant à la feuille 1 de rester verticalement en place sans déformation excessive après fixation au bord 6 du plateau 5, même une fois chauffée à la température Tp. 25 Dans une variante non décrite, la feuille 1 peut tout aussi bien être suspendu, lorsque sa rigidité intrinsèque est faible, dans un dispositif tête en bas par rapport à celui de la description, sans que le principe de fonctionnement en soit modifié. De même, il est possible de choisir un plateau 5 dont le bord 6 présente 30 un profil en dièdre plutôt qu'en arc de cercle, l'effort étant appliqué depuis la partie concave de ce dièdre. L'effet de plaquage produira un pli reproduisant la forme du dièdre. Encore plus généralement, le profil 6 du pli à obtenir peut être constituée d'un ensemble de segments et de courbes, l'effort de déformation étant appliqué depuis la partie la plus concave de ce profil 6. Dans une autre variante, lorsque l'épaisseur de la feuille 1 à déformer permet d'éviter la formation de plissements, l'effort peut être appliqué depuis la partie convexe du profil 6, la feuille se couchant alors également progressivement sur le plateau 5. Dans encore une autre variante, la ligne d'effort 12 n'est pas exactement similaire au profil 6 déterminé par le bord du plateau 5, elle est un peu plus concave de telle sorte que l'effort est d'abord appliqué au milieu de la feuille 1 avant ses bords, de manière ici encore à éviter la formation éventuelle de plissements. Le cas échéant, la surface du plateau 5 n'est pas nécessairement plane, et peut comporter des variations de surface, sous forme d'indentations ou de pentes. On comprend que tant que le profil de ces variations de surface est identique selon une direction parallèle à la direction de déformation D, ce qui correspond à dire que les variations de surface sont exactement parallèles à la ligne génératrice 6 du plateau 5, le même procédé va coucher la feuille 1 en épousant les variations de surface du plateau 6. Tant que les variations de surface seront faibles par rapport aux dimensions de la feuille 1, le dispositif peut accommoder ces variations. Si des variations importantes sont nécessaires (par exemple dans le cas d'une indentation significative perpendiculaire au plan principal du plateau), le parcours de la rouleuse 8 à bobines selon la direction de translation D devra éventuellement être asservi à la forme des variations de surface du plateau 5.

Le dispositif et le procédé selon l'invention s'appliquent également à tout matériau composite comportant un domaine de déformation plastique et une armature en réseau. Il s'applique par exemple à des matériaux composites à base de résine thermodurcissable à un stade intermédiaire dit mi-cuit dans lesquels la polymérisation n'a pas été menée jusqu'à un stade considéré comme définitif pour la pièce et qui ont un comportement similaire aux composites thermoplastiques dans cet état intermédiaire mi-cuit.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de transformation d'une feuille (1) principalement plane en matériau composite, ledit matériau composite comportant un réseau de fibres longues orienté suivant au moins deux directions privilégiées différentes maintenues dans une matrice, la matrice étant déformable de manière plastique au moins dans une plage de conditions de température définie par une température Tp de formage thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de mise en forme de la feuille (1) suivant une surface correspondant essentiellement à une partie de cylindre, dite surface cylindrique, déterminée par des génératrices s'appuyant sur un profil (6) essentiellement concave, par cintrage de la feuille (1) ; - une étape de mise à la température Tp de la feuille (1) ; - puis une étape de transformation au cours de laquelle les génératrices de la surface cylindrique de la feuille (1) sont inclinées sensiblement de mêmes valeurs angulaires, sensiblement dans une même direction D de déformation, par rapport à la direction initiale des génératrices, tout en maintenant la forme du profil (6) sur une ligne de pliage à proximité d'un bord de référence (4) de la feuille (1).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inclinaison des génératrices de la surface cylindrique de la feuille (1) est réalisée par application à la feuille (1) de forces de déformation sensiblement perpendiculaires à la direction initiale des génératrices, lesdites forces étant appliquées le long d'une ligne d'effort (12), initialement appliquée au niveau de la ligne de pliage de la feuille (1), la ligne d'effort (12) étant déplacée progressivement au fur et à mesure de la déformation des génératrices.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les forces de déformation sont appliquées de façon uniforme le long de la ligne d'effort (12) selon la direction de déformation D.
4. 4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel les génératrices sont inclinées de telle sorte que les dites génératrices se trouvent sensiblement dans un même plan à la fin de l'étape de transformation.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la feuille est mise en forme suivant un profil (6) en arc de cercle de rayon R.
6. 6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel la feuille est transformée sensiblement en un secteur plan de couronne de rayon intérieur R.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille (1) comporte au moins une direction de fibres parallèles au bord de référence (4).
8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la feuille (1) comporte au moins une direction de fibres non parallèle au bord de référence (4) et orientées sensiblement suivant un angle d'orientation choisi différent de 90° par rapport audit bord de référence.
9. 9. Dispositif destiné à la transformation d'une feuille (1) principalement plane en matériau composite, ledit matériau composite comportant un réseau de fibres longues orientées suivant au moins deux directions privilégiées différentes et maintenues dans une matrice, la matrice étant déformable de manière plastique au moins dans une plage de conditions de températures définie par une température Tp de formage thermoplastique, ladite feuille (1) essentiellement rectangulaire étant transformée en un pli (1 b) sensiblement en secteur de couronne, sans rupture des fibres de la feuille (1), caractérisé en ce qu'il comporte - un plateau (5) ; - un moyen de fixation de la feuille (1) au niveau d'un bord de référence (4), ledit moyen de fixation imposant à la feuille (1) une forme d'une partie de cylindre déterminée par des génératrices, perpendiculaires au plateau (5), s'appuyant sur un profil (6) ; - un moyen de chauffage (8) de la feuille (1) apte à amener ladite feuille (1) à sa température Tp de formage thermoplastique ; - des moyens (11) d'application d'un effort directionnel sur la feuille (1) sensiblement au niveau de la surface du plateau (5), l'effort comportant une composante parallèlement à ladite surface, et une composante de plaquage sur ladite surface.
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens (11) d'application de l'effort directionnel sur la feuille (1) sont agencés autourd'une ligne d'effort (12), de forme sensiblement identique à celle du profil (6) de la partie de cylindre formé par la feuille (1), la ligne d'effort (12) étant disposée sensiblement au niveau du moyen de fixation de la feuille (1), et comportant des moyens de déplacement parallèlement au plateau (5).
11. 11. Pli (1 b) obtenu par une transformation d'une feuille (1) conforme au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
12. 12. Pli suivant la revendication 11 en matériau composite dont la matrice est une matrice thermoplastique.
13. 13. Pli suivant la revendication 11 en matériau composite dont la matrice est une matrice thermodurcissable dont la polymérisation est interrompue à un stade auquel ladite matrice présente des caractéristiques plastiques à une température Tp.