FR2998212A1 - Procede d'obtention d'un panneau sandwich - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé d'obtention d'un panneau sandwich comportant les étapes suivantes : - on empile, sur un moule (4), les différentes couches d'une structure sandwich (1), celle-ci étant constitué par une âme centrale (3) en mousse ou alvéolaire, ladite âme (3) étant encadrée de part et d'autre par un tissu pré-imprégné d'une résine ; - on recouvre ladite structure sandwich (1) par au moins une couche d'un matériau apte à permettre un maintien uniforme du vide et une évacuation de l'eau produite lors de l'étape de polymérisation de la résine, ladite couche de matériau étant disposée sur la face de la structure sandwich (1) opposé à celle reposant sur ledit moule (4) ; on recouvre l'ensemble d'une bâche apte à permettre de faire le vide de sorte à maintenir la structure sandwich (1) sous pression ; - on procède à la polymérisation pour obtenir le panneau sandwich ; ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on effectue au moins une rainure transversale (5) et/ou au moins une rainure longitudinale (6) au niveau de la face (7) de l'âme centrale (3) du côté du moule (4).

Description

La présente invention concerne le domaine des panneaux sandwich. L'invention concerne plus particulièrement un traitement de surface de panneaux sandwich, notamment de type présentant une âme centrale soit en mousse, soit en nid d'abeille, encadrée généralement d'une fine couche d'un matériau consistant en un tissu pré-imprégné, par exemple par une résine. La présente invention trouvera son application principalement dans le domaine des aéronefs, définis comme étant 10 des moyens de transport capables d'évoluer dans l'atmosphère terrestre. Traditionnellement, dans le domaine aéronefs, on utilise des panneaux sandwichs, également appelés structures sandwichs, qui sont composés d'une âme centrale en nid d'abeille qui offre 15 un rapport masse/rigidité avantageux pour la fabrication de structures qui sont fortement sollicitées. Cependant, les panneaux sandwichs présentant une âme composée d'une structure nid d'abeille sont surdimensionnés pour certaines applications particulières, notamment dans 20 l'aménagement de la cabine des aéronefs, par exemple pour la fabrication de meubles, cloisons ou coques. Ainsi, il est également possible d'utiliser, pour l'aménagement cabine, des panneaux sandwichs avec une âme centrale en un matériau type mousse. De tels panneaux permettent 25 une optimisation du ratio masse/rigidité/coûts et un dimensionnement aisé des pièces. Traditionnellement, les structures sandwichs ayant une âme en mousse ou en nid d'abeille sont obtenues par la mise en oeuvre d'un procédé de polymérisation dit de « co-curing » (ou co- 30 cuisson). Les « peaux » en tissu pré-imprégné, généralement de résine non polymérisée, sont empilées sur l'âme de la structure, avant que le tout soit placé en étuve pour permettre une polymérisation de l'ensemble. Un second mode d'obtention des panneaux sandwichs est le 35 procédé appelé « secondary bonding », dans lequel on réalise un collage des peaux, qui ont préalablement été polymérisées, sur l'âme centrale dudit panneau. Dans l'état de la technique, généralement, c'est la technique de co-curing qui est préférée pour la polymérisation 5 lors de la fabrication des panneaux sandwichs. Pour répondre aux contraintes de résistance au feu qui sont en vigueur dans les cabines d'aéronefs, on utilise généralement des résines phénoliques pour pré-imprégner les peaux. Au moment de la polymérisation, ces résines vont réticuler 10 suite à une réaction de polycondensation, une telle réaction entrainant un dégagement de vapeur, notamment de vapeur d'eau. Cette dernière, si elle n'est pas évacuée de façon satisfaisante, est susceptible d'introduire des défauts dans la pièce finale, que ce soit sur les panneaux présentant une âme en 15 nid d'abeille ou en mousse. Sur un panneau sandwich dont l'âme centrale est en mousse, l'apparition de cloques, ou encore un délaminage, est susceptible de se produire, généralement au centre de la pièce. En effet, la vapeur peut être évacuée aisément pour la partie 20 périphérique du panneau, mais pas au centre dudit panneau. En conséquence, il est difficile de fabriquer des panneaux présentant une certaine taille. En ce qui concerne les panneaux sandwich à âme centrale en nid d'abeille, la vapeur est responsable d'un phénomène appelé 25 « télégraphing » qui entraine une aspiration des peaux par l'âme centrale. Il convient alors, pour remédier à cela, de mettre en oeuvre, après l'étape de polymérisation, des phases de finitions de surface qui sont à la fois coûteuses et fastidieuses. Ainsi, il convient de proposer une solution pour permettre 30 une évacuation performante des vapeurs produites lors de la polymérisation des peaux d'un panneau sandwich avec une âme centrale notamment en mousse ou alvéolaire, ou en nid d'abeille. A cet effet, la présente invention concerne un procédé d'obtention d'un panneau sandwich comportant les étapes 35 suivantes : on empile, sur un moule, les différentes couches d'une structure sandwich, celle-ci étant constitué par une âme centrale en mousse ou alvéolaire, ladite âme étant encadrée de part et d'autre par un tissu pré-imprégné d'une résine ; on recouvre ladite structure sandwich par au moins une couche d'un matériau apte à permettre un maintien uniforme du vide et une évacuation de l'eau produite lors de l'étape de polymérisation de la résine, ladite couche de matériau étant disposée sur la face de la structure sandwich opposé à celle reposant sur ledit moule ; on recouvre l'ensemble d'une bâche apte à permettre de faire le vide de sorte à maintenir la structure sandwich sous pression ; on procède à la polymérisation pour obtenir le panneau sandwich ; ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on effectue au moins une rainure transversale et/ou au moins une rainure 20 longitudinale au niveau de la face de l'âme centrale du côté du moule. De manière avantageuse, l'on effectue une pluralité de rainures transversales et une pluralité de rainures longitudinales de sorte à former un quadrillage de l'âme 25 centrale de la structure sandwich. Selon une autre particularité de l'invention, l'on effectue au moins une rainure au moyen d'un outil tranchant d'épaisseur quasi-nulle. La présente invention concerne encore un panneau sandwich 30 obtenu selon le procédé décrit ci-dessus, ledit panneau comportant une âme centrale en mousse ou alvéolaire encadrée de part et d'autre par un tissu pré-imprégné d'une résine et étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rainure longitudinale et/ou au moins une rainure transversale au niveau 35 de l'une des deux faces de ladite âme centrale.
Le procédé selon l'invention présente notamment l'avantage de favoriser un drainage optimal de la vapeur produite durant 5 l'étape de polymérisation de la résine, et ce grâce à la présence de rainures au niveau de l'âme centrale. Une évacuation satisfaisante de l'eau a pour conséquence de permettre d'éviter les phénomènes de télégraphing au niveau des panneaux à âme centrale alvéolaire et les phénomènes de cloquage/délaminage 10 pouvant intervenir lorsque le panneau comporte une âme centrale en mousse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux 15 figures annexées dans lesquelles : la figure 1 représente une vue de face de l'âme centrale comportant une pluralité de rainures transversales et de rainures longitudinales au niveau de sa face côté moule ; 20 la figure 2 représente une vue de côté d'une structure sandwich disposée sur un moule de sorte à permettre, après application du procédé selon l'invention, l'obtention d'un panneau sandwich. La présente invention concerne un procédé de d'obtention 25 d'un panneau sandwich, celui-ci pouvant indifféremment comporter une âme centrale en mousse ou en nid d'abeille, c'est-à-dire une âme type alvéolaire. Dans le cas où le procédé est destiné à obtenir un panneau sandwich à âme centrale alvéolaire, lesdites alvéoles de ladite âme centrale présente, selon un exemple de 30 réalisation particulier et non limitatif, un volume inférieur à 1=3. Pour l'obtention, par moulage, d'un panneau sandwich, on réalise, dans un premier temps, la structure sandwich 1. Celle-ci est visible sur la figure 1 annexée ; elle comporte une 35 première couche 2 de tissu pré-imprégné de résine, l'âme centrale 3 en mousse ou alvéolaire et une seconde couche 21 de tissu, sur un moule 4 permettant de conférer la forme voulue au panneau sandwich final. Il y a donc une face de l'âme centrale 3 en mousse ou alvéolaire disposée du côté du moule 4 et une face libre, du 5 côté opposé à celle en contact avec ledit moule 4. Sur cette face qualifiée de « libre », l'on dispose au moins une couche d'un matériau, non représentée sur les figures annexées, ce matériau étant apte à permettre un maintien uniforme du vide et une évacuation de l'eau produite au moment 10 de l'étape de polymérisation de la résine imprégnant les couches 2 et 21 de la structure 1. Selon un mode de réalisation préférentiel, on dispose une pluralité de couches sur la face de la structure sandwich 1 qui est opposée à celle en contact avec le moule 4, ces couches 15 pouvant être notamment : un tissu dit « d'arrachage » qui peut être retiré aisément après l'étape de polymérisation de la résine ; un tissu micro-perforé qui permet d'éviter une 20 remontée de la résine ; un tissu de drainage qui permet d'obtenir une uniformité du vide qui est fait lors de l'étape ultérieure de polymérisation. Ces différents tissus permettent une évaporation de l'eau 25 produite lors de l'étape ultérieure de polymérisation de la résine. Dans le procédé selon l'invention, l'étape ultérieure consiste à recouvrir les différentes couches de la structure sandwich 1 avec une bâche étanche, également non représentée sur 30 les figures, celle-ci permettant de faire le vide et d'obtenir une pression sur ladite structure sandwich 1 pendant l'étape de polymérisation, celle-ci étant généralement mise en oeuvre dans une étuve à une température adéquate, et permettant au final l'obtention d'un panneau sandwich présentant une forme 35 complémentaire à celle du moule 4.
Selon une caractéristique essentielle du procédé selon l'invention, l'on effectue au moins une rainure transversale 5 et/ou au moins une rainure longitudinale 6, visibles sur les figures 1 et 2, au niveau de la face 7 de l'âme centrale 3 en mousse ou alvéolaire située du côté du moule 4. Cela permet avantageusement un échappement des vapeurs issues de la polymérisation, notamment des vapeurs d'eau. En d'autres termes, le fait de procéder à la réalisation d'au moins une rainure 5, 6 dans l'âme centrale 3 de la structure 1 permet de limiter significativement l'accumulation d'eau dans ladite âme 3, provoquant des phénomènes gênant et des défauts de type télégraphing ou délaminage/cloquage, respectivement pour les structures à âmes alvéolaire et en mousse, que l'on souhaite éviter pour disposer de panneaux sandwich d'une qualité irréprochable. Le procédé selon la présente invention permet également, en conséquence, un gain en termes de tenue mécanique et de rendu esthétique du panneau sandwich final. Selon un mode de réalisation préférentiel, représenté sur la figure 1, l'on procède à une pluralité de rainures transversales 5 et à une pluralité de rainures longitudinales 6, de sorte à former un quadrillage, de préférence régulier, sur la face 7 de l'âme centrale 3 reposant du côté du moule 4. Cela permet encore une amélioration de l'élimination de la vapeur.
Avantageusement, la distance entre deux rainures transversales 5 ou longitudinales 6 est comprise entre 1 et 100mm. En ce qui concerne la profondeur des rainures transversales 5 et longitudinales 6, pratiquées dans l'âme centrale 3 en mousse ou alvéolaire, celle-ci est préférentiellement comprise entre 0.5 et lOmm, pour permettre une évacuation optimale de l'eau. De façon intéressante, l'on effectue la (ou les) rainure(s) transversale(s) 5 et la (ou les) rainure(s) longitudinale(s) 6 35 de façon mécanique, notamment au moyen d'un outil tranchant d'épaisseur quasi nulle.
Un tel outil peut notamment consister en un cutter d'épaisseur quasi nulle utilisé préférentiellement en association avec une règle. Cependant, il est également envisageable de réaliser le 5 rainurage en utilisant un rayon laser permettant d'obtenir un rainurage particulièrement fin et précis. De préférence, le rainurage sera réalisé au moyen d'outils adaptés pour une mise en oeuvre industrielle et permettant d'obtenir un réseau de rainures régulier et répétitif.
10 La présente invention concerne également un panneau sandwich obtenu par la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment. Plus particulièrement, ce panneau sandwich comporte une âme centrale en mousse, ou encore une âme centrale alvéolaire, 15 ladite âme étant encadrée de part et d'autre par un tissu pré-imprégné d'une résine. Le panneau sandwich selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rainure longitudinale et/ou au moins une rainure transversale au niveau de l'une des deux faces de ladite âme centrale.
20 Préférentiellement, le panneau sandwich comporte une pluralité de rainures longitudinales et de rainures transversales formant un quadrillage régulier permettant une évacuation de l'eau produite au moment de la polymérisation de la résine.
25 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'obtention d'un panneau sandwich comportant les étapes suivantes on empile, sur un moule (4), les différentes couches d'une structure sandwich (1), celle-ci étant constitué par une âme centrale (3) en mousse ou alvéolaire, ladite âme (3) étant encadrée de part et d'autre par un tissu pré-imprégné d'une résine ; on recouvre ladite structure sandwich (1) par au moins une couche d'un matériau apte à permettre un maintien uniforme du vide et une évacuation de l'eau produite lors de l'étape de polymérisation de la résine, ladite couche de matériau étant disposée sur la face de la structure sandwich (1) opposé à celle reposant sur ledit moule (4) ; on recouvre l'ensemble d'une bâche apte à permettre de faire le vide de sorte à maintenir la structure sandwich (1) sous pression ; on procède à la polymérisation pour obtenir le panneau sandwich ; ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on effectue au moins une rainure transversale (5) et/ou au moins une rainure longitudinale (6) au niveau de la face (7) de l'âme centrale (3) du côté du moule (4).
  2. 2. Procédé d'obtention d'un panneau sandwich selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on effectue une pluralité de rainures transversales (5) et une pluralité de rainures longitudinales (6) de sorte à former un quadrillage de l'âme centrale (3) de la structure sandwich (1).35
  3. 3. Procédé d'obtention d'un panneau sandwich selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on effectue au moins une rainure (5, 6) au moyen d'un outil tranchant d'épaisseur quasi-nulle.
  4. 4. Panneau sandwich obtenu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comportant une âme centrale en mousse ou alvéolaire encadrée de part et d'autre par un tissu pré-imprégné d'une résine caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rainure longitudinale et/ou au moins une rainure transversale au niveau de l'une des deux faces de ladite âme centrale.
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