FR2958575A1

FR2958575A1 - Laminated dry fibrous preform draping device for composite angle bar of central caisson of aerofoil of aircraft, has taping unit mounted on elongated frame in movable manner along longitudinal axis and utilized for taping reinforcement band

Info

Publication number: FR2958575A1
Application number: FR1001556A
Authority: FR
Inventors: Philippe Blot; Mathieu Lannuzel; Sebastien Gohier; Jeannick Dubillot; Stephane Chene; Cedric Gauthier; Jean Louis Fournier
Original assignee: REGOR CREATIONS RTN; Airbus Operations SAS
Current assignee: REGOR CREATIONS RTN; Airbus Operations SAS
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-10-14
Anticipated expiration: 2030-04-13
Also published as: FR2958575B1

Abstract

The device (1) has a punch (3) placed on an elongated frame (2) and extended along a longitudinal axis (X) of the frame. The punch has shape complementary to a desired shape of a laminated dry fibrous preform. A reeling carriage (4) is assembled on the frame in a movable manner along the longitudinal axis, and comprises an unwinding unit that unwinds a reinforcement band. A gripping carriage (5) comprises a gripping unit i.e. jaw. A taping unit is utilized for taping the reinforcement band, and is mounted on the frame in a movable manner along the longitudinal axis. Independent claims are also included for the following: (1) a method for depositing a reinforcement band to realize a laminated dry fibrous preform (2) a method for realizing a dry preform (3) an aircraft.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la réalisation de préformes fibreuses qui sont par la suite imprégnées de résine afin de fabriquer des pièces en matériau composite. De telles préformes sont dites sèches car elles sont essentiellement constituées de fibres et ne contiennent qu'une très faible quantité de liant, généralement inférieure à 5%, nécessaire pour maintenir la cohésion desdites préformes mais suffisante pour que les préformes restent poreuses et puissent être imprégnées de résine ultérieurement. L'invention est plus particulièrement adaptée à la réalisation de préformes destinées à la fabrication de pièces s'étendant selon deux dimensions et de forte épaisseur, telles que par exemple, en aéronautique, une cornière ou un longeron d'un caisson central d'une voilure d'aéronef. Les matériaux composites sont aujourd'hui largement utilisés pour la fabrication de pièces dans de nombreux domaines industriels, tels que par 15 exemple dans le domaine aéronautique. Parmi les procédés existants pour la fabrication de telles pièces, il est connu d'utiliser le procédé de moulage par transfert de résine, dit procédé RTM. De façon connue, ce procédé comporte une étape de réalisation d'une 20 structure de renfort de fibres longues sèches, dite préforme sèche, consistant en une superposition de bandes de fibres sèches d'orientations définies, avec des caractéristiques et selon une forme adaptée à celle de la pièce en matériau composite à réaliser, une étape d'imprégnation de la préforme par une résine, par exemple thermoplastique ou thermodurcissable, puis une étape de 25 durcissement de la résine, par exemple par polymérisation. Ce type de procédé permet d'obtenir des pièces de formes complexes avec les caractéristiques mécaniques recherchées, tout en procurant une diminution significative de la masse par rapport à des structures métalliques. Selon l'art antérieur, le dépôt des bandes successives pour obtenir la 30 préforme sèche est réalisé en grande partie manuellement et ne permet pas d'atteindre des taux de dépose très élevés. The present invention relates to a method and a device for producing fibrous preforms which are subsequently impregnated with resin in order to manufacture composite material parts. Such preforms are said to be dry because they consist essentially of fibers and contain only a very small amount of binder, generally less than 5%, necessary to maintain the cohesion of said preforms but sufficient so that the preforms remain porous and can be impregnated resin later. The invention is more particularly adapted to the production of preforms intended for the manufacture of parts extending in two dimensions and of great thickness, such as for example, in aeronautics, an angle iron or a spar of a central box of a aircraft wing. Composite materials are nowadays widely used for the manufacture of parts in many industrial fields, such as for example in the aeronautical field. Among the existing processes for the manufacture of such parts, it is known to use the process of resin transfer molding, said RTM process. In known manner, this method comprises a step of producing a dry long fiber reinforcement structure, called a dry preform, consisting of a superposition of dry fiber strips of defined orientations, with characteristics and in a form adapted to that of the piece of composite material to be produced, a step of impregnating the preform with a resin, for example thermoplastic or thermosetting resin, and then a step of curing the resin, for example by polymerization. This type of process makes it possible to obtain pieces of complex shapes with the desired mechanical characteristics, while at the same time providing a significant decrease in mass with respect to metal structures. According to the prior art, the deposition of the successive strips to obtain the dry preform is carried out largely manually and does not allow to achieve very high removal rates.

2 Toujours selon l'art antérieur, le maintien de la cohésion de la préforme est réalisé en activant thermiquement la faible quantité de liant contenue dans les bandes déposées en chauffant localement celles-ci. Cet échauffement a pour effet de fluidifier ladite faible quantité de liant qui imprègne les fibres en contact. Cette fluidification s'accompagne d'un défoisonnement de la préforme qui conduit à une réduction d'épaisseur et donc de volume. La polymérisation au moins partielle dudit liant fixe les bandes entre elles. En règle générale lors d'opérations de drapage manuel, un opérateur se contente de souder localement les bandes entre elles par points ou selon des lignes. Puis, tous les N plis déposés, en général 4 ou 5, la préforme est compactée à chaud par un dispositif de type sac à vide. Ces opérations manuelles nécessitent une certaine dextérité de la part de l'opérateur, impliquent des temps de manipulation importants et des moyens spécifiques pour installer les dispositifs de compactage et conduisent par conséquent à des coûts de production élevés. Il existe donc un besoin pour automatiser le procédé de réalisation d'une préforme afin d'accroître le taux de dépose et le temps de compactage tout en conservant la versatilité du procédé manuel. La présente invention propose un dispositif pour le drapage d'une préforme fibreuse stratifiée, dite sèche, ladite préforme comportant un empilement de bandes de matière fibreuse, dites bandes de renfort, comportant une faible quantité de liant. Suivant l'invention, le dispositif comporte : • un bâti, d'axe longitudinal X, • un poinçon, placé sur le bâti, s'étendant selon l'axe longitudinal X et présentant une forme complémentaire à une forme souhaitée pour la préforme, • un chariot de dévidage, monté sur le bâti de manière mobile selon l'axe longitudinal X, comportant des moyens pour dérouler une bande de renfort et des moyens de découpe de ladite bande de renfort, • un chariot de préhension, monté sur le bâti de manière mobile selon l'axe longitudinal X, comportant des moyens de préhension pour saisir une extrémité de la bande de renfort, 2 Still according to the prior art, maintaining the cohesion of the preform is achieved by thermally activating the small amount of binder contained in the deposited strips by heating them locally. This heating has the effect of fluidifying said small amount of binder which impregnates the fibers in contact. This fluidification is accompanied by a subdivision of the preform which leads to a reduction in thickness and therefore volume. The at least partial polymerization of said binder sets the strips together. As a general rule during manual draping operations, an operator merely welds the strips locally between them in points or along lines. Then, all the N plies deposited, generally 4 or 5, the preform is hot compacted by a vacuum bag type device. These manual operations require dexterity on the part of the operator, involve significant handling time and specific means for installing the compaction devices and therefore lead to high production costs. There is therefore a need to automate the method of producing a preform in order to increase the rate of deposition and the compaction time while maintaining the versatility of the manual process. The present invention provides a device for draping a laminated, so-called dry, fibrous preform, said preform comprising a stack of strips of fibrous material, called reinforcement strips, comprising a small amount of binder. According to the invention, the device comprises: • a frame, of longitudinal axis X, • a punch, placed on the frame, extending along the longitudinal axis X and having a shape complementary to a desired shape for the preform, A unwinding carriage, mounted on the frame movably along the longitudinal axis X, comprising means for unwinding a reinforcing strip and cutting means of said reinforcing strip, a gripping carriage, mounted on the frame, movably along the longitudinal axis X, comprising gripping means for gripping one end of the reinforcing strip,

3 • des moyens de marouflage de la bande de renfort, montés sur le bâti de manière mobile selon l'axe longitudinal X. Les chariots de dévidage et de préhension entrent en action pour le déroulement de la bande de renfort au dessus du poinçon. 3 • means for blowing the reinforcing strip, mounted on the frame movably along the longitudinal axis X. The unwinding and gripping carriages take action for the unwinding of the reinforcing strip above the punch.

Les moyens de marouflage entrent en action après la pose de la bande de renfort sur le poinçon. Dans un mode préférentiel de réalisation de l'invention, les moyens de marouflage sont solidaires du chariot de préhension. Cette disposition permet l'utilisation d'un chariot unique, minimisant l'encombrement sur le bâti et facilitant l'automatisation du dispositif. Dans un mode de réalisation des moyens de marouflage, lesdits moyens de marouflage comportent des moyens de chauffage pour souder la bande de renfort sur le poinçon. Dans un exemple de réalisation, les moyens de chauffage sont des 15 patins chauffants qui soudent localement et par contact la bande de renfort sur le poinçon. Dans un autre mode de réalisation des moyens de marouflage, lesdits moyens de marouflage comportent des roues élastiques déformables. Lesdites roues permettent de contraindre la bande de renfort déposée à la géométrie 20 souhaitée. Dans un autre mode de réalisation des moyens de marouflage, lesdits moyens de marouflage comportent les moyens de chauffage et les roues élastiques déformables. Le dispositif de l'invention comporte en outre un dispositif à vessie apte 25 à compacter simultanément entre elles N bandes de renfort, formant une préforme intermédiaire. Le compactage permet de rendre la préforme intermédiaire cohésive pour éliminer les risques de délaminage ultérieurs. Le dispositif de l'invention permet de mettre en oeuvre un procédé pour la dépose automatisée d'une bande de renfort pour la constitution d'une 30 préforme sèche. Le procédé comporte. les étapes consistant à : a) saisir une première extrémité de la bande de renfort, b) dérouler la bande de renfort au dessus du poinçon, selon l'axe longitudinal X, sans exercer de traction sur celle-ci, c) découper la bande de renfort à une dimension longitudinale souhaitée pour la préforme, d) maroufler la bande de renfort. L'invention est également relative à un procédé de réalisation d'une 5 préforme sèche à partir du dispositif et comporte les étapes consistant à : a) déposer une bande de renfort, b) recommencer l'étape a) avec de nouvelles bandes de renfort, c) effectuer un compactage intermédiaire toutes les N bandes de renfort, à l'aide d'un dispositif à vessie, 10 d) recommencer les étapes a) à c) jusqu'à l'obtention du nombre de bandes de renfort nécessaire à la réalisation de la préforme. Lors de l'étape de compactage intermédiaire, les N bandes de renfort sont de préférence chauffées, au travers d'une membrane étanche déformable, au moyen d'un dispositif de chauffage. 15 Le chauffage est par exemple produit par des panneaux radiants, par exemple de type infrarouge. Un tel procédé permet de fabriquer automatiquement des préformes fibreuses destinées à la réalisation de pièces composites tout en diminuant le temps de fabrication. 20 Avantageusement, l'invention permet la réalisation de cornières de caisson central d'un aéronef, chaque cornière comportant une préforme sèche obtenue à partir du procédé de l'invention et imprégnée de résine. La description détaillée de l'invention est faite en référence aux figures qui représentent : 25 Figure 1, une vue schématique d'ensemble d'un dispositif de réalisation d'une préforme selon l'invention, Figure 2, une vue en perspective d'un chariot de dévidage selon l'invention, Figure 3, une vue en perspective d'un chariot de préhension selon 30 l'invention, Figure 4, un exemple d'illustration des moyens de marouflage des bandes de renfort sur un poinçon selon l'invention, Figure 5, une vue de profil d'un poinçon illustrant le positionnement des moyens de marouflage de la figure 4, Figure 6, une vue en perspective d'un dispositif à vessie adapté au poinçon. The masking means come into action after the laying of the reinforcing strip on the punch. In a preferred embodiment of the invention, the masking means are integral with the gripping trolley. This arrangement allows the use of a single carriage, minimizing clutter on the frame and facilitating automation of the device. In one embodiment of the masking means, said masking means comprise heating means for welding the reinforcing strip on the punch. In an exemplary embodiment, the heating means are heating pads which weld locally and by contact the reinforcing strip on the punch. In another embodiment of the masking means, said masking means comprise elastic deformable wheels. Said wheels make it possible to constrain the deposited reinforcing strip to the desired geometry. In another embodiment of the masking means, said masking means comprise the heating means and the deformable elastic wheels. The device of the invention further comprises a bladder device capable of simultaneously compacting between them N reinforcing strips, forming an intermediate preform. Compaction makes the intermediate preform cohesive to eliminate the risk of subsequent delamination. The device of the invention makes it possible to implement a method for automatically depositing a reinforcing strip for forming a dry preform. The method comprises. the steps of: a) grasping a first end of the reinforcing strip, b) unwinding the reinforcing strip above the punch, along the longitudinal axis X, without exerting traction thereon, c) cutting the strip reinforcement to a longitudinal dimension desired for the preform, d) rub the reinforcing strip. The invention also relates to a method for producing a dry preform from the device and comprises the steps of: a) depositing a reinforcing strip, b) repeating step a) with new reinforcing strips c) perform an intermediate compaction of all the N reinforcing strips using a bladder device; d) repeat steps a) to c) until the number of reinforcement strips necessary for the realization of the preform. During the intermediate compacting step, the N reinforcing strips are preferably heated, through a deformable waterproof membrane, by means of a heating device. The heating is for example produced by radiant panels, for example of infrared type. Such a method makes it possible to automatically manufacture fiber preforms for the production of composite parts while reducing the manufacturing time. Advantageously, the invention allows the realization of central box angles of an aircraft, each angle having a dry preform obtained from the method of the invention and impregnated with resin. The detailed description of the invention is made with reference to the figures which represent: FIG. 1, a schematic overview of a device for producing a preform according to the invention, FIG. 2, a perspective view of FIG. 3, a perspective view of a gripping trolley according to the invention, FIG. 4, an illustrative example of the means of marouflage of the reinforcing strips on a punch according to the invention. 5, a side view of a punch illustrating the positioning of the masking means of FIG. 4, FIG. 6, a perspective view of a bladder device adapted to the punch.

L'invention est décrite de manière détaillée dans le cas de la réalisation d'une préforme sèche destinée à la fabrication d'une cornière droite de caisson central d'un aéronef. Ce choix n'est pas limitatif et l'invention s'applique également à toute géométrie de préformes sèches destinées à la fabrication de pièces sensiblement planes et ou de forte épaisseur, en particulier pour aéronef. Une préforme sèche comporte un empilement de bandes de matière fibreuse, dite bandes de renfort, comportant une faible quantité de liant. Par faible quantité, on entend une quantité nécessaire pour conférer à la préforme une cohésion afin de permettre sa manipulation, mais suffisante pour que la préforme reste poreuse et puisse être imprégnée de résine ultérieurement. Le liant peut être par exemple présent sous la forme d'une résine poudrée, thermodurcissable ou thermoplastique, d'un film thermoplastique colaminé avec la bande de renfort, de fibres thermoplastiques intégrées dans la bande de renfort. The invention is described in detail in the case of the production of a dry preform for the manufacture of a right angle of the central box of an aircraft. This choice is not limiting and the invention also applies to any geometry of dry preforms for the manufacture of substantially flat parts and / or thick, especially for aircraft. A dry preform comprises a stack of strips of fibrous material, called reinforcement strips, comprising a small amount of binder. By small amount is meant a quantity necessary to give the preform cohesion to allow its handling, but sufficient so that the preform remains porous and can be impregnated with resin later. The binder may for example be present in the form of a powdered, thermosetting or thermoplastic resin, a thermoplastic film laminated with the reinforcing strip, thermoplastic fibers integrated in the reinforcing strip.

Une bande de renfort peut contenir un pli, telle que par exemple un tissu, une nappe non tissée, ou plusieurs plis, telle que par exemple une séquence multiaxiale formée par superposition et liaison entre elles de plusieurs nappes fibreuses unidirectionnelles disposées dans des directions différentes. A reinforcing strip may contain a fold, such as, for example, a fabric, a nonwoven web, or a plurality of plies, such as, for example, a multiaxial sequence formed by superposing and bonding together a plurality of unidirectional fibrous webs arranged in different directions.

Pour une meilleure lisibilité de la figure 1, celle-ci présente une vue d'ensemble très schématique du dispositif objet de l'invention. Le dispositif 1 comporte : • un bâti 2, • un poinçon 3, placé sur le bâti 2, présentant une forme complémentaire à la forme souhaitée pour la préforme, soit deux faces sensiblement planes et non coplanaires pour l'exemple de réalisation choisi, • un chariot de dévidage 4 apte à être déplacé le long du bâti, au dessus du poinçon 3, • un chariot de préhension 5 apte à être déplacé le long du bâti, au dessus du poinçon 3, • des moyens de marouflage 6 à froid de la bande de renfort, aptes à être également déplacés le long du bâti, au dessus du poinçon 3. Le bâti 2 présente une forme allongée, d'axe longitudinal X, de longueur supérieure à une longueur du poinçon et de largeur supérieure à une largeur dudit poinçon 3. For a better readability of Figure 1, it shows a very schematic overview of the device object of the invention. The device 1 comprises: • a frame 2, • a punch 3, placed on the frame 2, having a shape complementary to the desired shape for the preform, that is to say two substantially flat and non-coplanar faces for the chosen embodiment, • a unwinding carriage 4 adapted to be moved along the frame, above the punch 3, • a gripping carriage 5 adapted to be moved along the frame, above the punch 3, • cold blasting means 6 of the reinforcing strip, capable of being also moved along the frame, above the punch 3. The frame 2 has an elongated shape, of longitudinal axis X, of greater length than a length of the punch and of width greater than a width said punch 3.

Le bâti 2 comporte des moyens de guidage 21, tels que par exemple des rails ou des glissières, d'axe longitudinal X, sur lesquels se déplacent les chariots de dévidage 4 et de préhension 5 ainsi que les moyens de marouflage 6. Le chariot de dévidage 4 comporte, comme illustré sur la figure 2 : • des moyens de déroulement 41 de la bande de renfort, • des moyens de déplacement 42 dudit chariot de dévidage le long du bâti 2, • des moyens de découpe (non représentés) de la bande de renfort dans sa largeur. The frame 2 comprises guide means 21, such as for example rails or slides, of longitudinal axis X, on which the carriages 4 and gripping 5 travel and the masking means 6. The carriage of unwinding 4 comprises, as illustrated in Figure 2: • unwinding means 41 of the reinforcing strip, • moving means 42 of said unwinding carriage along the frame 2, • cutting means (not shown) of the reinforcing tape in its width.

Les moyens de déroulement 41 comportent préférentiellement un tambour 411 sur lequel est déposée une bobine de bande de renfort 412. Les moyens de déplacement 42 du chariot de dévidage 4 le long du poinçon 3 sont associés aux moyens de guidage 21 du bâti 2 et permettent de le déplacer progressivement afin de réaliser le déroulement de la bande de renfort au dessus du poinçon 2 sans tension. Les moyens de déplacement 42 sont par exemple un système de guidage par roues plates. Les moyens de découpe permettent la découpe de la bande de renfort à la longueur souhaitée, avant et après le déroulement de la bande de renfort. The unwinding means 41 preferably comprise a drum 411 on which is deposited a reinforcement web roll 412. The displacement means 42 of the unwinding carriage 4 along the punch 3 are associated with the guide means 21 of the frame 2 and allow move it gradually in order to carry out the unwinding of the reinforcing strip above the punch 2 without tension. The displacement means 42 are for example a guide system by flat wheels. The cutting means allow the cutting of the reinforcing strip to the desired length, before and after the unwinding of the reinforcing strip.

Le chariot de dévidage 4 comporte en outre un capteur (non représenté) permettant de détecter la position d'une première extrémité 413 de la bande de renfort et de positionner ladite première extrémité de la bande de renfort par rapport au poinçon de sorte que la bande de renfort se déroule au dessus dudit poinçon avec une position précise. Le chariot de préhension 5, comme illustré sur la figure 3, comporte : • des moyens de préhension 51 pour saisir la première extrémité 413 de la bande de renfort, sur tout ou partie de sa largeur, • des moyens de déplacement longitudinaux 52 dudit chariot de préhension le long du bâti 2, au dessus du poinçon 3. Les moyens de préhension 51 sont par exemple une paire de mâchoires, chaque mâchoire présentant une surface de préhension s'étendant sur tout ou partie de la largeur de la bande de renfort. Les moyens de préhension 51 sont, dans un autre exemple de réalisation, un jeu de pinces fixes montées à une extrémité longitudinale 53 du chariot de préhension 5 et alignées dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal X. The unwinding carriage 4 further comprises a sensor (not shown) for detecting the position of a first end 413 of the reinforcing strip and positioning said first end of the reinforcing strip with respect to the punch so that the strip reinforcing takes place above said punch with a precise position. The gripping carriage 5, as illustrated in FIG. 3, comprises: gripping means 51 for gripping the first end 413 of the reinforcing strip, over all or part of its width, longitudinal displacement means 52 of said carriage gripping means along the frame 2, above the punch 3. The gripping means 51 are for example a pair of jaws, each jaw having a gripping surface extending over all or part of the width of the reinforcing strip. The gripping means 51 are, in another embodiment, a set of fixed grippers mounted at a longitudinal end 53 of the gripping carriage 5 and aligned in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis X.

Les moyens de déplacement longitudinaux 52 du chariot de préhension 5 sont associés aux moyens de guidage 21 du bâti 2 et permettent de le déplacer progressivement le long du bâti. Les moyens de déplacement sont par exemple un système de guidage par roues plates. The longitudinal displacement means 52 of the gripping carriage 5 are associated with the guide means 21 of the frame 2 and allow it to be moved progressively along the frame. The displacement means are for example a guide system by flat wheels.

Lorsque la bande de renfort est déposé sur le poinçon, les moyens de marouflage 6 appliquent sur au moins une partie de ladite bande de renfort une pression pour la maintenir sur le poinçon. Dans un premier mode de réalisation de moyens de marouflage, lesdits moyens de marouflage 6 comportent des moyens de chauffage (non représentés sur les figures) aptes à souder tout ou partie de la bande de renfort, après sa dépose,sur la bande de renfort précédemment déposée. Dans une forme de réalisation, les moyens de chauffage soudent localement la bande de renfort. Lesdits moyens de chauffage sont par exemple des patins chauffants, de préférence alignés dans une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal X, qui soudent par contact la bande de renfort avec le poinçon ou la bande précédemment déposée sur le poinçon. When the reinforcing strip is deposited on the punch, the masking means 6 apply on at least a portion of said reinforcing strip a pressure to maintain it on the punch. In a first embodiment of masking means, said masking means 6 comprise heating means (not shown in the figures) capable of welding all or part of the reinforcing strip, after removal, on the reinforcement strip previously filed. In one embodiment, the heating means locally weld the reinforcing strip. Said heating means are, for example, heating pads, preferably aligned in a direction substantially parallel to the longitudinal axis X, which contact-weld the reinforcing strip with the punch or strip previously deposited on the punch.

8 Dans un exemple de réalisation, le chauffage est localisé sur une arête 33 du poinçon 3. Dans un autre mode de réalisation des moyens de marouflage, comme illustré sur la figure 3, pour contraindre les bandes de renfort à la géométrie souhaitée, les moyens de marouflage 6 comportent des moyens de placage 62 de la bande de renfort sur le poinçon, après la dépose de ladite bande sur ledit poinçon ou de la bande précédemment posée. Dans un exemple de réalisation des moyens de placage, comme illustré figure 4, lesdits moyens de placage 62 sont un ensemble de deux rouleaux 63 assemblés entre eux par un élément tubulaire coudé 64 les traversant en leur centre, un rouleau pour chaque face 31 du poinçon 3. Les rouleaux 63 sont par exemple constitués par un empilement successif de roues élastiques déformables, de sorte qu'une longueur de rouleau est sensiblement inférieure à une largeur d'une face de la bande de renfort sur laquelle agit ledit rouleau. Les rouleaux 63 ne sont pas nécessairement assemblés entre eux par l'élément tubulaire mais fixés indépendamment sur le chariot de préhension 5, comme illustré figure 3. De préférence, les rouleaux 63 présentent un diamètre suffisant pour éviter le phénomène d'essorage du liant contenu dans la bande de renfort. In an exemplary embodiment, the heating is located on an edge 33 of the punch 3. In another embodiment of the masking means, as illustrated in FIG. 3, to constrain the reinforcement strips to the desired geometry, the means 6 comprise plating means 62 of the reinforcing strip on the punch, after the removal of said strip on said punch or previously laid strip. In one exemplary embodiment of the plating means, as illustrated in FIG. 4, said plating means 62 are a set of two rollers 63 assembled together by an angled tubular element 64 passing through them at their center, a roller for each face 31 of the punch 3. The rollers 63 are for example constituted by a successive stack of deformable elastic wheels, so that a roll length is substantially less than a width of one side of the reinforcing strip on which said roll. The rollers 63 are not necessarily assembled together by the tubular element but independently fixed on the gripping carriage 5, as shown in FIG. 3. Preferably, the rollers 63 have a diameter sufficient to prevent the spinning phenomenon of the contained binder. in the reinforcing strip.

De préférence, pour exercer une tension vers des bords longitudinaux de la bande de renfort déposée, les rouleaux 63 présentent un angle a par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal X du poinçon, de l'ordre de 7°, comme illustré figure 5. Dans un autre mode de réalisation des moyens de marouflage, les 25 moyens de marouflage 6 comportent les moyens de chauffage et les moyens de placage 62. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de marouflage 6 sont solidaires du chariot de préhension 5. De préférence, afin de faciliter le chargement et le stockage de bobines 30 par un opérateur, le dispositif comporte un magasin de stockage 7 de bobines de bandes de renfort à draper. Preferably, to exert a tension towards longitudinal edges of the deposited reinforcing strip, the rollers 63 have an angle α relative to an axis perpendicular to the longitudinal axis X of the punch, of the order of 7 °, as illustrated In another embodiment of the masking means, the masking means 6 comprise the heating means and the plating means 62. In a preferred embodiment of the invention, the masking means 6 are integral. Preferably, in order to facilitate the loading and storage of reels 30 by an operator, the device comprises a storage magazine 7 of reinforcement tape reels to be draped.

De préférence, afin de permettre une gestion des bobines et un changement automatisé de bobine sans intervention d'un opérateur, le magasin est équipé d'un dispositif de changement automatique de bobines. La possibilité de changer de bobines de bande de renfort pour chaque bande de la préforme est particulièrement intéressante lorsque la préforme est réalisée avec des matériaux multiaxiaux car, pour certains multiaxiaux, il y a nécessité de conserver une symétrie dans les empilements de bandes de renfort. Le magasin de stockage 7 est situé à une extrémité du dispositif 1 et est dimensionné de sorte qu'il comporte le nombre de bobines nécessaire à la fabrication de la préforme, sans nécessiter l'intervention de l'opérateur au cours du procédé de réalisation de la préforme. Le dispositif comporte en outre un dispositif à vessie pour compacter N bandes de renfort déposées successivement les unes sur les autres, N compris par exemple entre trois et sept bandes de renfort, sous vide et à température déterminée pour activer le liant contenu dans les bandes de renfort. La température d'activation est généralement comprise entre 100°C et 120°C pour un liant thermodurcissable, elle peut atteindre 200°C pour certains liants thermoplastiques. Preferably, in order to allow reel management and automated reel change without the intervention of an operator, the magazine is equipped with an automatic reel changer. The possibility of changing reels of reinforcing tape for each band of the preform is particularly interesting when the preform is made with multiaxial materials because, for some multiaxial, there is need to maintain symmetry in the stacks of reinforcement strips. The storage magazine 7 is located at one end of the device 1 and is dimensioned so that it comprises the number of coils necessary for the manufacture of the preform, without requiring the intervention of the operator during the process of producing the the preform. The device further comprises a bladder device for compacting N reinforcing strips deposited successively on each other, N included for example between three and seven reinforcing strips, under vacuum and at a temperature determined to activate the binder contained in the strips of reinforcement. The activation temperature is generally between 100 ° C and 120 ° C for a thermosetting binder, it can reach 200 ° C for some thermoplastic binders.

Dans un premier mode de réalisation du dispositif à vessie, ledit dispositif à vessie 8 se dépose sur le poinçon, après le drapage des N bandes de renfort. Le dispositif à vessie 8 comporte, comme illustré sur la figure 6, un cadre 81 de dimension adaptée pour être posé sur le poinçon 3 en entourant les bandes de renfort déposées. Une membrane 82 étanche déformable, recouvrant les bandes de renfort, est maintenue sur le cadre, au plus près desdites bandes de renfort. Pour assurer l'étanchéité entre la membrane et les bandes de renfort, un moyen d'étanchéité 83, tel que par exemple un joint à lèvre périphérique, s'étend autour de la membrane, créant entre la membrane et les bandes de renfort une enceinte. Ladite enceinte est reliée, par une canalisation flexible, à une pompe à vide (non représentée). Ladite pompe à vide permet de créer un vide dans l'enceinte et de mettre en pression ce qui y est contenu. In a first embodiment of the bladder device, said bladder device 8 is deposited on the punch, after the draping of the N reinforcing strips. The bladder device 8 comprises, as illustrated in Figure 6, a frame 81 of dimension adapted to be placed on the punch 3 by surrounding the reinforcement strips deposited. A deformable waterproof membrane 82 covering the reinforcing strips is held on the frame, as close as possible to said reinforcement strips. To ensure the seal between the membrane and the reinforcing strips, a sealing means 83, such as for example a peripheral lip seal, extends around the membrane, creating between the membrane and the reinforcing strips an enclosure . Said enclosure is connected, by a flexible pipe, to a vacuum pump (not shown). Said vacuum pump makes it possible to create a vacuum in the enclosure and to pressurize what is contained therein.

10 Le cadre 81 comporte, au dessus de la membrane, préférentiellement au niveau de chaque face 31 du poinçon 3, un dispositif de chauffage 84 des bandes de renfort, ledit dispositif de chauffage permettant de rendre les bandes de renfort suffisamment cohésives entre elles pour éliminer les risques de délaminage ultérieurs. Le dispositif de chauffage 84 est par exemple un ensemble de panneaux radiants, dirigeant leur flux calorifique sur les bandes de renfort, à travers la membrane. Le cadre 81 comporte en outre des canalisations de prélèvement d'air froid extérieur (non représenté) et des canalisations de sortie dudit air froid (non représenté) de sorte à créer une circulation d'air au dessus de la membrane afin de refroidir les bandes de renfort par convection et figer la géométrie desdites bandes de renfort. Le poinçon 3 est constitué, dans un exemple de réalisation, d'un matériau plein. Avantageusement, afin de réduire l'inertie thermique du poinçon et par conséquent les temps de chauffageû refroidissement des bandes de renfort, le poinçon 3 est constitué d'un matériau présentant une porosité fermée. Dans un autre mode de réalisation du dispositif à vessie, l'ensemble poinçon-bandes de renfort est entouré d'une enveloppe étanche communément appelée sac à vide. Cette installation permet de créer un vide dans la zone incluse dans le sac à vide et de mettre en pression ce qui y est contenu. Le poinçon peut être constitué d'un matériau plein, poreux ou ajouré. The frame 81 comprises, above the membrane, preferentially at each face 31 of the punch 3, a heating device 84 of the reinforcing strips, said heating device making it possible to make the reinforcement strips sufficiently cohesive with each other to eliminate subsequent delamination risks. The heating device 84 is for example a set of radiant panels, directing their heat flow on the reinforcing strips, through the membrane. The frame 81 further includes external cold air intake pipes (not shown) and outlet pipes of said cold air (not shown) so as to create an air flow over the membrane to cool the strips. reinforcement by convection and freeze the geometry of said reinforcing strips. The punch 3 consists, in an exemplary embodiment, of a solid material. Advantageously, in order to reduce the thermal inertia of the punch and consequently the heating and cooling times of the reinforcing strips, the punch 3 is made of a material having a closed porosity. In another embodiment of the bladder device, the punch-band reinforcement assembly is surrounded by a watertight envelope commonly referred to as a vacuum bag. This installation makes it possible to create a vacuum in the zone included in the vacuum bag and to pressurize what is contained therein. The punch may consist of a solid material, porous or openwork.

L'utilisation préférée d'un matériau poreux ou ajouré permet avantageusement de réduire l'inertie thermique du poinçon et ainsi de réduire les temps de chauffage û refroidissement de la préforme. Pour obtenir une préforme de cornière à partir du dispositif de l'invention, une première étape consiste à déposer une bande de renfort sur le poinçon. Une première phase consiste à dérouler progressivement une bande de renfort au dessus du poinçon. The preferred use of a porous or perforated material advantageously makes it possible to reduce the thermal inertia of the punch and thus reduce the heating and cooling times of the preform. To obtain an angle preform from the device of the invention, a first step consists in depositing a reinforcing strip on the punch. A first phase consists of progressively unrolling a reinforcement strip above the punch.

Pour réaliser cette première phase, une bobine de bande de renfort est positionnée sur le chariot de dévidage 4. Dans un mode de mise en oeuvre, lorsque le dispositif comporte un magasin de stockage 7 de bobines de bande de renfort, une bobine de bande de renfort est préalablement sélectionnée dans le magasin de stockage 7 et positionnée sur le chariot de dévidage qui est placé à proximité du magasin de stockage. La bande de renfort est découpée à sa première extrémité 413 par les moyens de découpe. In order to carry out this first phase, a reinforcement tape reel is positioned on the unwinding trolley 4. In one embodiment, when the device comprises a reel tape reel storage magazine 7, a tape reel reinforcement is previously selected in the storage magazine 7 and positioned on the unwinding carriage which is placed near the storage magazine. The reinforcing strip is cut at its first end 413 by the cutting means.

Le chariot de préhension 5 est positionné au dessus du poinçon 3, au niveau du positionnement souhaité de la première extrémité 413 de la bande de renfort. Le chariot de dévidage 4 est déplacé le long du bâti 2 au dessus du poinçon, dans un sens positif de l'axe longitudinal X, jusqu'au chariot de 15 préhension 5. Lorsque le chariot de dévidage 4 est à proximité du chariot de préhension 5, la première extrémité 413 de la bande de renfort est saisie par ledit chariot de préhension et maintenue avec les moyens de préhension. Le chariot de dévidage 4 est ensuite reculé en direction du magasin de 20 stockage, dans un sens négatif de l'axe longitudinal X, en déroulant la bande de renfort au dessus du poinçon 3, tandis que le chariot de préhension reste immobilisé. La bande est déroulée à une vitesse suffisante de sorte à ne pas créer de tension sur la bande de renfort. Cette caractéristique est avantageuse car 25 elle permet de draper des matériaux très déformables comme par exemple des biaxiaux +45°/-45°, sans élongation du motif textile. Dans une deuxième phase, la bande de renfort est découpée à la longueur souhaitée. Pour réaliser cette deuxième phase, lorsque la longueur de la bande 30 de renfort nécessaire à la réalisation de la préforme est atteinte, le chariot de dévidage 4 est immobilisé et la bande de renfort est découpée dans sa largeur à sa deuxième extrémité par les moyens de découpe. The gripping carriage 5 is positioned above the punch 3, at the desired positioning of the first end 413 of the reinforcing strip. The unwinding carriage 4 is moved along the frame 2 above the punch, in a positive direction of the longitudinal axis X, to the gripping trolley 5. When the unwinding carriage 4 is near the gripping trolley 5, the first end 413 of the reinforcing strip is gripped by said gripper carriage and held with the gripping means. The unwinding carriage 4 is then moved back towards the storage magazine, in a negative direction of the longitudinal axis X, by unrolling the reinforcing strip above the punch 3, while the gripping carriage remains stationary. The tape is unwound at a sufficient speed so as not to create tension on the reinforcing tape. This characteristic is advantageous because it makes it possible to drape very deformable materials such as, for example, biaxials + 45 ° / -45 °, without elongation of the textile pattern. In a second phase, the reinforcing strip is cut to the desired length. To achieve this second phase, when the length of the reinforcing strip 30 necessary for the production of the preform is reached, the unwinding carriage 4 is immobilized and the reinforcement strip is cut in its width at its second end by means of cutting.

La bande de renfort, sous l'action de son propre poids, se dépose en partie sur le poinçon 3. La première extrémité 413 de la bande de renfort est ensuite relâchée par le chariot de préhension 5 et la bande de renfort se dépose alors 5 entièrement sur le poinçon 3. Dans une troisième phase, la bande de renfort est marouflée pour être contrainte à épouser la forme du poinçon. Pour réaliser cette troisième phase, les moyens de marouflage 6, préférentiellement associés au chariot de préhension 5, sont déplacés 10 progressivement au dessus de la bande de renfort. Dans un mode de mise en oeuvre, le chariot de préhension 5 est déplacé progressivement le long du bâti en direction du chariot de dévidage 4, dans le sens négatif de l'axe longitudinal X, et la bande de renfort est chauffée, au niveau de l'arête du poinçon, sur tout ou partie de sa largeur par les moyens 15 de chauffage. Dans un autre mode de mise en oeuvre, le chariot de préhension 5 est déplacé progressivement le long du bâti en direction du chariot de dévidage 4, dans le sens négatif de l'axe longitudinal X, et la bande de renfort est plaquée sur le poinçon par les moyens de placage 62. 20 Dans un autre mode de mise en oeuvre, le chariot de préhension 5 est déplacé progressivement le long du bâti en direction du chariot de dévidage 4, dans le sens négatif de l'axe longitudinal X, et la bande de renfort est, simultanément ou non, chauffée et plaquée sur le poinçon 3 par les moyens de chauffage et les moyens de placage 62. 25 Lorsque la bande de renfort est marouflée, le chariot de préhension 5 et les moyens de marouflage 6 associés reviennent à leur positionnement initial, dans le sens positif de l'axe longitudinal X, sans toucher la bande de renfort et le chariot de préhension 5 est repositionné pour saisir une nouvelle bande de renfort. 30 L'étape de dépose d'une bande de renfort est réitérée avec une nouvelle bande de renfort. Dans une étape ultérieure, lorsque N bandes de renfort ont été déposées successivement les unes sur les autres, un compactage intermédiaire est réalisé. Les N bandes de renfort forment une préforme intermédiaire. N est par exemple compris entre 3 et 7 bandes de renfort, et dépend du type de bandes de renfort déposées. L'étape de compactage intermédiaire consiste à compacter les N bandes de renfort déposées, sous vide et à température suffisante pour activer le liant. Dans le cas où le liant est par exemple une résine époxyde poudrée sur les bandes de renfort, cette température est de l'ordre de 100-120°. Avantageusement, le compactage intermédiaire permet d'obtenir un matériau homogène dans son épaisseur en minimisant le foisonnement, ce qui évite les ondulations, principalement au niveau de l'arête. Pour réaliser l'étape de compactage intermédiaire sans être gêné par les chariots de dévidage 4 et de préhension 5, il est préférable de déplacer lesdits chariots en-dehors de la zone de travail, par exemple chacun à une extrémité du dispositif. The reinforcing strip, under the action of its own weight, is partially deposited on the punch 3. The first end 413 of the reinforcing strip is then released by the gripping carriage 5 and the reinforcing strip is then deposited. entirely in the punch 3. In a third phase, the reinforcing strip is shirred to be forced to conform to the shape of the punch. To carry out this third phase, the masking means 6, preferably associated with the gripping trolley 5, are moved progressively over the reinforcing strip. In one embodiment, the gripping carriage 5 is moved progressively along the frame towards the unwinding carriage 4, in the negative direction of the longitudinal axis X, and the reinforcement strip is heated, at the level of the edge of the punch, over all or part of its width by the heating means. In another embodiment, the gripping carriage 5 is progressively moved along the frame towards the unwinding carriage 4, in the negative direction of the longitudinal axis X, and the reinforcing strip is pressed onto the punch by the plating means 62. In another embodiment, the gripping carriage 5 is progressively moved along the frame towards the unwinding carriage 4, in the negative direction of the longitudinal axis X, and the reinforcing strip is, simultaneously or not, heated and plated on the punch 3 by the heating means and the plating means 62. 25 When the reinforcing strip is set up, the gripping carriage 5 and the associated marouflaging means 6 come back at their initial positioning, in the positive direction of the longitudinal axis X, without touching the reinforcing strip and the gripping carriage 5 is repositioned to seize a new reinforcing strip. The step of depositing a reinforcing strip is reiterated with a new reinforcing strip. In a subsequent step, when N reinforcing strips have been deposited successively on each other, intermediate compaction is performed. The N reinforcing strips form an intermediate preform. N is for example between 3 and 7 reinforcement bands, and depends on the type of reinforcement strips deposited. The intermediate compaction step consists in compacting the N reinforcement strips deposited under vacuum and at a temperature sufficient to activate the binder. In the case where the binder is for example an epoxy resin powdered on the reinforcing strips, this temperature is of the order of 100-120 °. Advantageously, the intermediate compaction makes it possible to obtain a homogeneous material in its thickness by minimizing the expansion, which avoids the corrugations, mainly at the level of the edge. To carry out the intermediate compacting step without being hampered by the unwinding 4 and gripping carriages 5, it is preferable to move said carriages outside the working area, for example each at one end of the device.

Dans un mode de mise en oeuvre, le compactage intermédiaire est réalisé au moyen d'un dispositif à vessie 8 positionné sur le poinçon 3 autour de la préforme intermédiaire. Dans une première phase, la préforme intermédiaire est mise sous vide au moyen du dispositif à vessie 8 amovible. In one embodiment, the intermediate compaction is performed by means of a bladder device 8 positioned on the punch 3 around the intermediate preform. In a first phase, the intermediate preform is evacuated by means of the removable bladder device 8.

Dans une deuxième phase, la préforme intermédiaire est chauffée par le dispositif de chauffage 84 installé sur le dispositif à vessie 8. Le cycle de chauffage permet de déformer le matériau et polymériser le liant pour donner de la cohésion à la préforme intermédiaire. Dans une troisième phase, après le cycle de chauffage, la préforme 25 intermédiaire est refroidie par circulation d'air au-dessus de la préforme intermédiaire. Le cycle de refroidissement permet de figer la géométrie et l'épaisseur de la préforme intermédiaire. Lorsque le cycle de refroidissement est terminé, le dispositif à vessie 8 30 est retiré. La réalisation d'une étape de compactage intermédiaire permet d'obtenir des cycles thermiques (chauffage-refroidissement) relativement courts car seulement quelques bandes de renfort, donc une faible épaisseur, ont été déposées. Après l'étape de compactage intermédiaire, une dépose de N bandes de renfort est à nouveau réalisée sur la préforme intermédiaire puis un 5 nouveau compactage intermédiaire est réalisé. La nouvelle étape de compactage intermédiaire permet aux nouvelles bandes de renfort déposées de s'associer aux bandes de renfort précédemment préformées. Lorsque le nombre de plis pour former la préforme est atteinte, un 10 dernier compactage est réalisé à l'issue de la dépose des derniers bandes de renfort. La technique de compactage intermédiaire permet ainsi de constituer une préforme de forte épaisseur, par exemple de l'ordre de 18-20 mm, par assemblage successif de préformes intermédiaires.In a second phase, the intermediate preform is heated by the heating device 84 installed on the bladder device 8. The heating cycle serves to deform the material and polymerize the binder to give cohesion to the intermediate preform. In a third phase, after the heating cycle, the intermediate preform is cooled by airflow over the intermediate preform. The cooling cycle makes it possible to freeze the geometry and the thickness of the intermediate preform. When the cooling cycle is completed, the bladder device 8 is removed. Performing an intermediate compaction step makes it possible to obtain relatively short thermal (heating-cooling) cycles because only a few reinforcing strips, therefore a small thickness, have been deposited. After the intermediate compaction step, a deposition of N reinforcement strips is again performed on the intermediate preform and a new intermediate compaction is performed. The new intermediate compaction step allows the new deposited reinforcement strips to associate with the previously preformed reinforcement strips. When the number of plies to form the preform is reached, a final compaction is performed after the removal of the last reinforcement strips. The intermediate compaction technique thus makes it possible to form a preform of great thickness, for example of the order of 18-20 mm, by successive assembly of intermediate preforms.

15 Cette technique présente ainsi l'avantage de réduire considérablement la durée de réalisation d'une cornière en évitant les manutentions de préformes et des déplacements vers une étuve. Le procédé et le dispositif de l'invention permettent de réaliser des préformes fibreuses à partir de fibres contenant une faible quantité de liant et 20 qui sont adaptés à une production automatisée en série. This technique thus has the advantage of considerably reducing the time required for producing an angle iron by avoiding handling of preforms and displacements to an oven. The method and apparatus of the invention make it possible to produce fibrous preforms from fibers containing a small amount of binder and which are suitable for automated series production.

Claims

1. Apparatus (1) for draping a laminated fibrous preform, said dry, said preform comprising a stack of fibrous material strips, said reinforcement strips, comprising a small amount of binder, characterized in that the device comprises: - a frame (2), of longitudinal axis X, - a punch (3), placed on the frame (2), extending along the longitudinal axis X and having a shape complementary to a desired shape for the preform, - a unwinding carriage (4), mounted on the frame (2) movably along the longitudinal axis X, comprising means (41) for unwinding a reinforcing strip and cutting means of said reinforcing strip a gripping carriage (5), mounted on the frame (2) in a movable manner along the longitudinal axis X, comprising gripping means (51) for grasping an end (413) of the reinforcing strip; masking means (6) of the reinforcing strip, mounted on the frame (2) of e way moving along the longitudinal axis X.

2. Device according to claim 1 wherein the masking means (6) are integral with the gripping carriage (5).

3. Device according to one of the preceding claims wherein the masking means (6) comprise heating means for welding the reinforcing strip on the punch (3).

4. Device according to claim 3 wherein the heating means are heating pads.

5. Device according to one of claims 1 to 3 wherein the masking means (6) comprise elastic wheels (63) deformable. 16

6. Device according to one of the preceding claims comprising a bladder device (8) adapted to compact simultaneously N reinforcing strips.

7. A method for depositing a reinforcing strip for forming a dry preform, characterized in that said method uses the device of one of claims 1 to 6 and comprises the steps of: a) gripping a first end (413) of the reinforcing strip, b) unrolling the reinforcing strip above the punch, along the longitudinal axis X, c) cutting the reinforcing strip to a desired longitudinal dimension for the preform, d) rubbing the reinforcing tape.

8. A method of producing a dry preform, said method using the device of one of claims 1 to 6 and comprising the steps of: a) depositing a reinforcing strip according to the method of claim 7, b) restarting step a) with new reinforcement bands, c) intermediate compaction all N reinforcement strips, using a bladder device, d) repeat steps a) to c) until obtaining the number of reinforcing strips necessary for producing the preform.

9. A method of producing a dry preform according to claim 8 wherein, during the intermediate compaction step, the N reinforcing strips 17 are heated, through a deformable waterproof membrane (82), by a device heating (84).

10. A method of producing a dry preform according to claim 9 wherein the heating is produced by radiant panels.

11. An aircraft comprising a composite material angle, said bracket having a preform obtained according to the method of claim 8 and impregnated with resin.