FR3003194A1

FR3003194A1 - METHOD AND DEVICE FOR MAKING A PROFILE OF FIBER-REINFORCED THERMOPLASTIC MATERIAL COMPRISING A THERMOPLASTIC MATERIAL TEMPERATURE REGULATION STEP

Info

Publication number: FR3003194A1
Application number: FR1352356A
Authority: FR
Inventors: Yannick Eugene Jean-Marie Amosse
Original assignee: Faurecia Automotive Composites SAS
Current assignee: Faurecia Automotive Composites SAS
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-19
Anticipated expiration: 2033-03-15
Also published as: FR3003194B1

Abstract

Le procédé utilise un dispositif de réalisation du profilé comprenant au moins une chambre d'imprégnation (6), une chambre de pré-consolidation (8), une chambre de formage (10) et comprend les étapes suivantes : - introduire et faire circuler des fibres (2) dans la chambre d'imprégnation (6), dans laquelle un matériau thermoplastique est injecté de sorte à obtenir une préforme du profilé, - réaliser le profilé à partir de la préforme. La préforme est maintenue à une température proche de la température de cristallisation du matériau thermoplastique dans une chambre de pré-consolidation (8) et subit un passage à l'air libre entre la chambre de pré-consolidation (8) et une chambre de formage (10) présentant une température inférieure à la température de consolidation du matériau thermoplastique.The method uses a profiling device comprising at least one impregnation chamber (6), a pre-consolidation chamber (8), a forming chamber (10) and comprises the following steps: - introducing and circulating fibers (2) in the impregnation chamber (6), in which a thermoplastic material is injected so as to obtain a preform of the profile, - make the profile from the preform. The preform is maintained at a temperature close to the crystallization temperature of the thermoplastic material in a pre-consolidation chamber (8) and undergoes a passage in the open air between the pre-consolidation chamber (8) and a forming chamber (10) having a temperature below the consolidation temperature of the thermoplastic material.

Description

Procédé et dispositif de réalisation d'un profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres, comprenant une étape de régulation de la température du matériau thermoplastique La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres au moyen d'un dispositif de réalisation du profilé comprenant au moins une chambre d'imprégnation et des moyens de circulation des fibres d'amont en aval du dispositif, le procédé comprenant les étapes suivantes : - introduire et faire circuler des fibres dans la chambre d'imprégnation, dans laquelle un matériau thermoplastique est injecté de sorte à imprégner les fibres avec ledit matériau thermoplastique et à obtenir une préforme du profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres en sortie de la chambre d'imprégnation, - réaliser le profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres à partir de la préforme. L'invention concerne également un dispositif de réalisation d'un profilé selon un tel procédé de réalisation. Il est connu de réaliser des profilés, par exemple à destination de l'industrie automobile, en résine renforcée par des fibres, telles que des fibres de verre. De tels profilés peuvent être réalisés par un procédé de pultrusion, au cours duquel les fibres sont imprégnées dans un bain de résine thermodurcissable ou bien un matériau thermodurcissable est injecté sur des fibres et imprègne celles-ci, puis les fibres sont chauffées afin de se solidifier. L'ensemble est ensuite tiré et découpé à la longueur souhaitée pour former les profilés. Cependant, de tels profilés, réalisés en matériau thermodurcissable, ne présentent pas un comportement satisfaisant pour l'industrie automobile, notamment en matière d'absorption d'énergie. En effet, ces profilés ont tendance à casser lors d'un choc et ne sont pas aptes à se déformer, ce qui les rend impropre à utiliser pour réaliser certaines fonctions d'un véhicule. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé de remplacer le matériau thermodurcissable par un matériau thermoplastique. En effet, les matériaux thermoplastiques présentent un caractère viscoélastique qui améliore le comportement des profilés en cas de chocs et d'impacts en permettant leur déformation. De plus, les matériaux thermoplastiques sont considérés comme recyclables. Les profilés obtenus peuvent donc être utilisés dans l'industrie automobile, par exemple pour réaliser des longerons ou autre.The present invention relates to a process for producing a profile made of thermoplastic material reinforced with fibers by means of a fiber-reinforced thermoplastic profile. a device for producing the profile comprising at least one impregnation chamber and means for circulating the upstream fibers downstream of the device, the method comprising the following steps: introducing and circulating fibers in the impregnation chamber , in which a thermoplastic material is injected so as to impregnate the fibers with said thermoplastic material and to obtain a preform of the profile of fiber-reinforced thermoplastic material at the outlet of the impregnation chamber, - to produce the profile made of thermoplastic material reinforced with fibers from the preform. The invention also relates to a device for producing a profile according to such an embodiment method. It is known to produce profiles, for example for the automotive industry, fiber reinforced resin, such as glass fibers. Such profiles can be made by a pultrusion process, during which the fibers are impregnated in a bath of thermosetting resin or a thermosetting material is injected onto fibers and impregnates them, then the fibers are heated to solidify . The assembly is then pulled and cut to the desired length to form the profiles. However, such profiles, made of thermosetting material, do not exhibit satisfactory behavior for the automotive industry, particularly in terms of energy absorption. Indeed, these profiles tend to break during an impact and are not able to deform, which makes them unfit to use to perform certain functions of a vehicle. To overcome this drawback, it has been proposed to replace the thermosetting material with a thermoplastic material. Indeed, the thermoplastic materials have a viscoelastic character which improves the behavior of the profiles in case of shocks and impacts by allowing their deformation. In addition, thermoplastic materials are considered recyclable. The profiles obtained can therefore be used in the automotive industry, for example to produce beams or other.

Cependant, l'utilisation d'un matériau thermoplastique dans un procédé de pultrusion est problématique, car le matériau thermoplastique est solide à température ambiante, liquide au-dessus de sa température de fusion et redevient solide après refroidissement, ce qui nécessite une imprégnation des fibres à haute température. Les matériaux thermoplastiques présentent également une viscosité élevée par rapport aux matériaux thermodurcissables. Ces caractéristiques posent des problèmes de mise en oeuvre du procédé. En particulier, après l'imprégnation des fibres par le matériau thermoplastique à haute température, la préforme obtenue passe brutalement à une température inférieure à la température de consolidation, ce qui entraîne des défauts dans l'aspect du profilé obtenu et pose des problèmes de calibrage des profilés dus aux phénomènes de déformation du matériau thermoplastique lors de son refroidissement en mouvement (tirage). L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé de réalisation d'un profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres, dans lequel la géométrie est maîtrisée et l'aspect de surface du profilé obtenu est lisse. A cet effet, l'invention concerne un procédé de réalisation du type précité, dans lequel la préforme est maintenue à une température proche de la température de cristallisation du matériau thermoplastique dans une chambre de pré-consolidation prévue en sortie de la chambre d'imprégnation et subit un passage à l'air libre entre la sortie de la chambre de pré-consolidation et une chambre de formage présentant une température inférieure à la température de consolidation du matériau thermoplastique, de sorte à former une gaine solide sur la périphérie du profilé en amont de la chambre de formage. En sortie de la chambre d'imprégnation, la préforme est ainsi maintenue à une température proche de la température de cristallisation puis subit un passage à l'air libre, ce qui permet de baisser progressivement la température de la préforme obtenue et de former une gaine solide sur la périphérie de la préforme. On évite ainsi les problèmes d'aspect et de calibrage des profilés obtenus. Selon d'autres caractéristiques du procédé de réalisation selon l'invention : - il comprend une étape de mise en tension des fibres à l'intérieur de la chambre d'imprégnation, le matériau thermoplastique étant injecté directement sur les fibres tendues à l'intérieur de la chambre d'imprégnation ; - le matériau thermoplastique est injecté en au moins deux endroits de la chambre d'imprégnation, de part et d'autre des fibres tendues ; - il comprend une étape d'augmentation progressive de la pression entre l'entrée et la sortie de la chambre d'imprégnation de sorte à augmenter la pression du matériau thermoplastique au cours de l'imprégnation des fibres ; - il comprend une étape de chauffage des fibres en amont de l'entrée de la chambre d'imprégnation. L'invention concerne également un dispositif de réalisation d'un profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres selon un procédé de réalisation tel que décrit ci-dessus, comprenant au moins des moyens de mise en circulation des fibres, une chambre d'imprégnation des fibres par un matériau thermoplastique, présentant une température supérieure à la température de fusion du matériau thermoplastique, et une chambre de formage en aval de la chambre d'imprégnation, présentant une température inférieure à la température de consolidation du matériau thermoplastique, et comprenant en outre une chambre de pré-consolidation en aval de la chambre d'imprégnation, présentant une température proche de la température de cristallisation du matériau thermoplastique, la préforme passant à l'air libre entre la chambre de pré-consolidation et la chambre de formage. Selon d'autres caractéristiques du dispositif de réalisation selon l'invention : - la chambre d'imprégnation et la chambre de pré-consolidation sont séparées l'une de l'autre par des moyens d'isolation thermique ; - les chambres d'imprégnation et de pré-consolidation sont formés dans la continuité l'une de l'autre, par une partie supérieure et une partie inférieure s'étendant l'une en regard de l'autre ; - la chambre d'imprégnation et la chambre de pré-consolidation sont revêtues d'au moins une plaque d'isolation thermique afin de maintenir une température constante à l'intérieur de ladite chambre d'imprégnation ; - la température dans les chambres d'imprégnation et de pré-consolidation sont régulées par des canaux s'étendant dans lesdites chambres ; - la température dans la chambre de formage est régulée par des canaux s'étendant dans ladite chambre.However, the use of a thermoplastic material in a pultrusion process is problematic because the thermoplastic material is solid at room temperature, liquid above its melting temperature and becomes solid after cooling, which requires impregnation of the fibers. at high temperature. Thermoplastic materials also have a high viscosity over thermosetting materials. These characteristics pose problems of implementation of the method. In particular, after impregnation of the fibers with the thermoplastic material at high temperature, the preform obtained passes abruptly to a temperature below the consolidation temperature, which causes defects in the appearance of the profile obtained and causes calibration problems. profiles due to deformation phenomena of the thermoplastic material during its cooling in motion (pulling). One of the aims of the invention is to overcome these disadvantages by proposing a method of producing a profile made of thermoplastic material reinforced with fibers, in which the geometry is controlled and the surface appearance of the profile obtained is smooth. For this purpose, the invention relates to a production method of the aforementioned type, in which the preform is maintained at a temperature close to the crystallization temperature of the thermoplastic material in a pre-consolidation chamber provided at the outlet of the impregnation chamber. and undergoes a passage in the open air between the outlet of the pre-consolidation chamber and a forming chamber having a temperature below the consolidation temperature of the thermoplastic material, so as to form a solid sheath on the periphery of the profiled section. upstream of the forming chamber. At the outlet of the impregnation chamber, the preform is thus maintained at a temperature close to the crystallization temperature and then undergoes a passage in the open air, which allows to gradually lower the temperature of the preform obtained and form a sheath solid on the periphery of the preform. This avoids the problems of appearance and calibration of the profiles obtained. According to other characteristics of the production method according to the invention: it comprises a step of tensioning the fibers inside the impregnation chamber, the thermoplastic material being injected directly onto the fibers stretched inside. the impregnation chamber; the thermoplastic material is injected in at least two places in the impregnation chamber, on either side of the tensioned fibers; it comprises a step of gradually increasing the pressure between the inlet and the outlet of the impregnation chamber so as to increase the pressure of the thermoplastic material during the impregnation of the fibers; it comprises a step of heating the fibers upstream of the inlet of the impregnation chamber. The invention also relates to a device for producing a profile made of thermoplastic material reinforced with fibers according to a production method as described above, comprising at least means for circulating fibers, an impregnation chamber of fibers by a thermoplastic material, having a temperature above the melting temperature of the thermoplastic material, and a forming chamber downstream of the impregnation chamber, having a temperature below the consolidation temperature of the thermoplastic material, and further comprising a pre-consolidation chamber downstream of the impregnation chamber, having a temperature close to the crystallization temperature of the thermoplastic material, the preform passing in the open air between the pre-consolidation chamber and the forming chamber. According to other features of the embodiment of the invention: - the impregnation chamber and the pre-consolidation chamber are separated from one another by thermal insulation means; the impregnation and pre-consolidation chambers are formed in continuity with one another, by an upper part and a lower part extending one opposite the other; the impregnation chamber and the pre-consolidation chamber are coated with at least one thermal insulation plate in order to maintain a constant temperature inside said impregnation chamber; the temperature in the impregnation and pre-consolidation chambers are regulated by channels extending in said chambers; the temperature in the forming chamber is regulated by channels extending in said chamber.

D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en références aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig. 1 est une représentation schématique d'un dispositif de réalisation d'un profilé en matériau thermoplastique renforcé par des fibres selon l'invention, - la Fig. 2 est une représentation schématique en coupe de l'intérieur d'une filière chaude selon un premier mode de réalisation du dispositif de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une représentation schématique en coupe selon l'axe III-Ill de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une représentation schématique en coupe de l'intérieur d'une filière chaude selon un deuxième mode de réalisation du dispositif de la Fig. 1, - la Fig. 5 est une représentation schématique en coupe selon l'axe V-V de la Fig. 4, - la Fig. 6 est une représentation schématique en coupe selon l'axe VI-VI de la Fig. 4, - la Fig. 7 est une représentation schématique en coupe selon l'axe VII-VII de la Fig. 5, - la Fig. 8 est une représentation schématique en coupe d'une chambre de formage, selon un premier mode de réalisation, - la Fig. 9 est une représentation schématique en coupe selon l'axe IX-IX de la Fig. 8, et - la Fig. 10 est une représentation schématique en coupe d'une chambre de formage selon un deuxième mode de réalisation. En référence à la Fig. 1, on décrit un procédé et un dispositif de réalisation d'un profilé en matériau thermoplastique, tel que du polyamide (6, 6.6, 11, 12, etc.) ou du polypropylène ou autre, renforcé par des fibres, telles que des fibres de verre.Other aspects and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a schematic representation of a device for producing a fiber-reinforced thermoplastic material profile according to the invention; FIG. 2 is a schematic representation in section of the interior of a hot die according to a first embodiment of the device of FIG. 1, - FIG. 3 is a diagrammatic representation in section along the axis III-III of FIG. 2, - FIG. 4 is a schematic representation in section of the interior of a hot die according to a second embodiment of the device of FIG. 1, - FIG. 5 is a diagrammatic representation in section along the axis V-V of FIG. 4, - FIG. 6 is a schematic representation in section along the axis VI-VI of FIG. 4, - FIG. 7 is a schematic representation in section along the axis VII-VII of FIG. 5, - FIG. 8 is a diagrammatic sectional representation of a forming chamber according to a first embodiment; FIG. 9 is a diagrammatic representation in section along the axis IX-IX of FIG. 8, and - FIG. 10 is a schematic representation in section of a forming chamber according to a second embodiment. With reference to FIG. 1, there is described a method and a device for producing a profile of thermoplastic material, such as polyamide (6, 6.6, 11, 12, etc.) or polypropylene or other, reinforced by fibers, such as fibers of glass.

Les profilés obtenus par le procédé de l'invention peuvent être de différentes formes et présenter une section sensiblement plane ou ouverte, par exemple en forme du U ou de V, ou une section fermée creuse, pour des profilés tubulaires, cylindrique à base de révolution ou à base carrée ou autre. De tels profilés sont par exemple utilisés dans l'industrie automobile pour former des longerons, des pièces de liaison, des renforts ou autre. Bien entendu, de tels profilés pourraient également être utilisés dans d'autres domaines que l'industrie automobile. Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la direction de défilement des fibres 2 dans le dispositif, les fibres étant nues en amont et formant le profilé en étant imprégnées et revêtues par un matériau thermoplastique en aval du dispositif. La direction amont-aval est représentée par la flèche F sur les figures 1 à 4. D'amont en aval, le dispositif comprend essentiellement une source de fibres 4, une chambre d'imprégnation 6, une chambre de pré-consolidation 8, l'ensemble chambre d'imprégnation 6 et chambre de pré-consolidation formant une filière chaude, une chambre de formage 10, dite filière froide, des moyens de traction du profilé et des fibres 12 agencés pour faire circuler les fibres nues et imprégnées d'amont en aval et des moyens de coupe (non représentés) en sortie du dispositif.The profiles obtained by the method of the invention may be of different shapes and have a substantially flat or open section, for example in the shape of a U or V, or a hollow closed section, for tubular sections, cylindrical base of revolution or square-based or other. Such profiles are for example used in the automotive industry to form longitudinal members, connecting pieces, reinforcements or other. Of course, such profiles could also be used in other fields than the automotive industry. The terms "upstream" and "downstream" are defined relative to the direction of travel of the fibers 2 in the device, the fibers being bare upstream and forming the profile being impregnated and coated with a thermoplastic material downstream of the device. The upstream-downstream direction is represented by the arrow F in FIGS. 1 to 4. From upstream to downstream, the device essentially comprises a fiber source 4, an impregnation chamber 6 and a pre-consolidation chamber 8, impregnating chamber assembly 6 and pre-consolidation chamber forming a hot die, a forming chamber 10, said cold die, means for pulling the profile and fibers 12 arranged to circulate the naked fibers and impregnated upstream downstream and cutting means (not shown) at the output of the device.

La source de fibres 4, les moyens de traction 12 et les moyens de coupe sont classiques pour un dispositif et un procédé de réalisation de profilés par pultrusion et ne seront pas décrits en détail ici. La source de fibres 4 est par exemple formée par un rack d'une pluralité de bobines 14 de fibres 2 continues, qui sont déroulées des bobines 14 et défilent d'amont en aval dans le dispositif grâce à un dispositif de séparation et de distribution 16, agencé immédiatement en aval de la source de fibres 4, également classique dans ce type de dispositif, et grâce aux moyens de traction 12. Ainsi, les fibres 2 alimentent de façon continue le dispositif et notamment la chambre d'imprégnation 6 disposée en aval du dispositif de séparation et de distribution 16. En amont de la chambre d'imprégnation, les fibres 2 sont chauffées, par exemple dans le dispositif de séparation et de distribution 16, à une température proche de la température de fusion du matériau thermoplastique utilisé En relation avec les Fig. 2 et 3, on décrit à présent la chambre d'imprégnation 6 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Cette chambre d'imprégnation 6 est adaptée pour réaliser des profilés de sections planes ou ouvertes, par exemple en U ou en L ou autre. La chambre d'imprégnation 6, faisant partie de la filière chaude, est formée par une partie supérieure 18 et par une partie inférieure 20, comprenant respectivement une paroi supérieure 22 et une paroi inférieure 24 s'étendant l'une en regard de l'autre et définissant entre elles un volume d'imprégnation 26. Les parois supérieure 22 et inférieure 24 convergent l'une vers l'autre selon la direction amont-aval, de sorte que le volume d'imprégnation 26 est de forme sensiblement tronconique ou conique et diminue progressivement selon la direction amont-aval, comme représenté sur les Fig. 1 et 3, afin que la pression dans le volume d'imprégnation 26 augmente progressivement selon la direction amont-aval, comme cela sera décrit ultérieurement. L'extrémité amont 28 du volume d'imprégnation 26 est ouverte vers le dispositif de séparation et de distribution 16, les fibres 2 nues, issues de la source de fibres 4, pénétrant dans le volume d'imprégnation 26 par cette extrémité amont 28. La paroi supérieure 22 comprend une ligne de contact, dite ligne de contact supérieure 30, entre les fibres 2 et la paroi supérieure 22. La ligne de contact supérieure 30 est par exemple formée par la paroi externe d'un cylindre 32 s'étendant selon un axe sensiblement horizontal et perpendiculaire à la direction amont-aval. La paroi externe du cylindre 32 s'étend en partie en saillie dans le volume d'imprégnation 26 et forme ainsi une partie de la paroi supérieure 22. Au droit de la ligne de contact supérieure 30, les parois supérieure 22 et inférieure 24 forment un coude par rapport à la direction amont-aval, c'est-à-dire que ces parois changent de direction par rapport à la direction amont-aval au droit de la ligne de contact supérieure 30. La paroi inférieure 24 comprend une première ligne de contact, dite première ligne de contact inférieure 34, entre les fibres 2 et la paroi inférieure 24, située en amont de la ligne de contact supérieure 30 par rapport à la direction amont-aval. La première ligne de contact inférieure 34 est par exemple formée par la paroi externe d'un cylindre 36 s'étendant selon un axe sensiblement horizontal et perpendiculaire à la direction amont-aval. La paroi externe du cylindre 36 s'étend en partie en saillie dans le volume d'imprégnation 26 et forme ainsi une partie de la paroi inférieure 24. Au droit de la première ligne de contact inférieure 34, les parois supérieure 22 et inférieure 24 forment un coude par rapport à la direction amont-aval, c'est-à-dire que ces parois changent de direction par rapport à la direction amont-aval au droit de la première ligne de contact inférieure 34. Du fait des coudes formés au droit de la ligne de contact supérieure 30 et de la première ligne de contact inférieure 34, le volume d'imprégnation 26 s'étend selon une première direction, par exemple sensiblement perpendiculaire à la direction amont-aval entre la première ligne de contact inférieure 34 et la ligne de contact supérieure 30, comme représenté sur la Fig. 2. La paroi inférieure 24 comprend en outre une deuxième ligne de contact, dite deuxième ligne de contact inférieure 38, entre les fibres 2 et la paroi inférieure 24, située en aval de la ligne de contact supérieure 30 par rapport à la direction amont-aval. La deuxième ligne de contact inférieure 38 est par exemple formée par la paroi externe d'un cylindre 40 s'étendant selon un axe sensiblement horizontal et perpendiculaire à la direction amont-aval. La paroi externe du cylindre 40 s'étend en partie en saillie dans le volume d'imprégnation 26 et forme ainsi une partie de la paroi inférieure 24. Au droit de la deuxième ligne de contact inférieure 38, les parois supérieure 22 et inférieure 24 forment un coude par rapport à la direction amont-aval, c'est-à-dire que ces parois changent de direction par rapport à la direction amont-aval au droit de la deuxième ligne de contact inférieure 38. Du fait des coudes formés au droit de la ligne de contact supérieure 30 et de la deuxième ligne de contact inférieure 38, le volume d'imprégnation 26 s'étend selon une deuxième direction, différente de la première direction et par exemple sensiblement inclinée par rapport à la direction amont-aval entre la ligne de contact supérieure 30 et la deuxième ligne de contact inférieure 38, comme représenté sur la Fig. 2. En amont de la première ligne de contact inférieure 34 et en aval de la deuxième ligne de contact inférieure 38, le volume d'imprégnation 26 s'étend sensiblement selon la direction amont-aval.The fiber source 4, the traction means 12 and the cutting means are conventional for a device and a method for producing profiles by pultrusion and will not be described in detail here. The fiber source 4 is for example formed by a rack of a plurality of coils 14 of continuous fibers 2, which are unwound of the coils 14 and run upstream downstream in the device through a separation and distribution device 16 , arranged immediately downstream of the fiber source 4, also conventional in this type of device, and thanks to the traction means 12. Thus, the fibers 2 continuously supply the device and in particular the impregnation chamber 6 arranged downstream of the separation and distribution device 16. Upstream of the impregnation chamber, the fibers 2 are heated, for example in the separation and distribution device 16, at a temperature close to the melting temperature of the thermoplastic material used. relationship with Figs. 2 and 3, the impregnation chamber 6 is now described according to a first embodiment of the invention. This impregnation chamber 6 is suitable for producing sections of flat or open sections, for example U or L or other. The impregnation chamber 6, part of the hot die, is formed by an upper portion 18 and a lower portion 20, respectively comprising an upper wall 22 and a lower wall 24 extending one opposite the other and defining between them an impregnation volume 26. The upper and lower walls 22 converge towards each other in the upstream-downstream direction, so that the impregnation volume 26 is substantially frustoconical or conical and gradually decreases in the upstream-downstream direction, as shown in FIGS. 1 and 3, so that the pressure in the impregnation volume 26 increases gradually in the upstream-downstream direction, as will be described later. The upstream end 28 of the impregnation volume 26 is open towards the separation and distribution device 16, the bare fibers 2 coming from the fiber source 4, penetrating into the impregnation volume 26 through this upstream end 28. The upper wall 22 comprises a line of contact, called the upper contact line 30, between the fibers 2 and the upper wall 22. The upper nip 30 is for example formed by the outer wall of a cylinder 32 extending according to a substantially horizontal axis perpendicular to the upstream-downstream direction. The outer wall of the cylinder 32 extends in part protruding into the impregnation volume 26 and thus forms a part of the upper wall 22. At the right of the upper contact line 30, the upper and lower walls 22 and 24 form a bend relative to the upstream-downstream direction, that is to say that these walls change direction with respect to the upstream-downstream direction to the right of the upper contact line 30. The bottom wall 24 comprises a first line of contact, said first lower contact line 34, between the fibers 2 and the bottom wall 24, located upstream of the upper contact line 30 with respect to the upstream-downstream direction. The first lower contact line 34 is for example formed by the outer wall of a cylinder 36 extending along a substantially horizontal axis and perpendicular to the upstream-downstream direction. The outer wall of the cylinder 36 extends in part protruding into the impregnation volume 26 and thus forms part of the bottom wall 24. At the right of the first lower contact line 34, the upper and lower walls 22 and 24 form a bend relative to the upstream-downstream direction, that is to say that these walls change direction with respect to the upstream-downstream direction to the right of the first lower contact line 34. Due to the bends formed in the right of the upper contact line 30 and the first lower contact line 34, the impregnation volume 26 extends in a first direction, for example substantially perpendicular to the upstream-downstream direction between the first lower contact line 34 and the upper contact line 30, as shown in FIG. 2. The bottom wall 24 further comprises a second contact line, called the second lower contact line 38, between the fibers 2 and the bottom wall 24, located downstream of the upper contact line 30 with respect to the upstream direction. downstream. The second lower contact line 38 is for example formed by the outer wall of a cylinder 40 extending along a substantially horizontal axis and perpendicular to the upstream-downstream direction. The outer wall of the cylinder 40 extends in part protruding into the impregnation volume 26 and thus forms a part of the lower wall 24. At the right of the second lower contact line 38, the upper and lower walls 22 and 24 form a bend relative to the upstream-downstream direction, that is to say that these walls change direction with respect to the upstream-downstream direction to the second lower line of contact 38. Due to the elbows formed in the right of the upper contact line 30 and the second lower contact line 38, the impregnation volume 26 extends in a second direction, different from the first direction and for example substantially inclined relative to the upstream-downstream direction between the upper contact line 30 and the second lower contact line 38, as shown in FIG. 2. Upstream of the first lower contact line 34 and downstream of the second lower contact line 38, the impregnation volume 26 extends substantially in the upstream-downstream direction.

Cette forme particulière du volume d'imprégnation 26 de la première ligne de contact inférieure 34 à la deuxième ligne de contact inférieure 38 et la traction exercée sur les fibres 2 en aval de la chambre d'imprégnation 6 permettent de former des moyens de mise en tension des fibres 2 à l'intérieur de la chambre d'imprégnation et d'assurer une tension des fibres 2 dans le volume d'imprégnation 26, d'une part entre la première ligne de contact inférieure 34 et la ligne de contact supérieure 30 et d'autre part entre la ligne de contact supérieure 30 et la deuxième ligne de contact inférieure 38. Des moyens d'injection du matériau thermoplastique sont agencés pour déboucher dans le volume d'imprégnation 6. En amont de ces moyens d'injection et comme représenté sur la Fig. 1, le dispositif comprend une source de matériau thermoplastique 42. Le matériau thermoplastique est par exemple stocké sous forme de granulés solides à température ambiante. Ces granulés sont passés par une vis 44 afin de les plastifier et chauffés à une température supérieure à la température de fusion du matériau thermoplastique afin de liquéfier le matériau thermoplastique. La vis 44 est classique pour un dispositif et un procédé de réalisation de pièces par injection ou extrusion et ne sera pas décrite en détail ici. Un canal 46 achemine ensuite le matériau thermoplastique liquide de la vis d'extrusion 44 au volume d'imprégnation 26. Le canal 46 est agencé pour déboucher d'une part dans la paroi supérieure 22 de la partie supérieure 18 et d'autre part dans la paroi inférieure 24 de la partie inférieure 20 de la chambre d'imprégnation 6, de sorte à alimenter le volume d'imprégnation 26 en matériau thermoplastique et à faire circuler ce matériau selon la direction amont-aval. Le canal 46 débouche dans la paroi supérieure 22 entre la première ligne de contact inférieure 34 et la ligne de contact supérieure 30 de sorte à former un premier seuil d'injection 48 du matériau thermoplastique d'un côté des fibres tendues tourné vers la paroi supérieure 22. Le canal 46 débouche dans la paroi inférieure 24 entre la ligne de contact supérieure 30 et la deuxième ligne de contact inférieure 38 de sorte à former un deuxième seuil d'injection 50 du matériau thermoplastique de l'autre côté des fibres tendues, tourné vers la paroi inférieure 24. Ainsi, on assure une injection du matériau thermoplastique directement sur les fibres tendues de tous les côtés des fibres, ce qui assure une bonne imprégnation des fibres par le matériau thermoplastique. Afin d'améliorer l'injection du matériau thermoplastique, plusieurs seuils d'injection peuvent être prévus dans la paroi supérieure 22 et/ou dans la paroi inférieure 24 en regard des fibres tendues. En outre, au fur et à mesure que les fibres avancent d'amont en aval dans la chambre d'imprégnation 6 en aval des seuils d'injection 48 et 50, la pression augmente dans le volume d'imprégnation 26, du fait de la diminution de ce volume, du coin formé entre la paroi supérieure 22 et les fibres 2 tendues entre la première ligne de contact inférieure 34 et la ligne de contact supérieure 30 d'une part et du coin formé entre la paroi inférieure 24 et les fibres 2 tendues entre la ligne de contact supérieure 30 et la deuxième ligne de contact inférieure 38 d'autre part, comme décrit précédemment. L'imprégnation des fibres est ainsi encore améliorée à température régulée. Une imprégnation satisfaisante des fibres est fondamentale afin d'assurer une bonne cohésion, et donc une qualité satisfaisante, du profilé formé en sortie du dispositif. L'intérieur de la chambre d'imprégnation 6 est maintenu à une température supérieure à la température de fusion du matériau thermoplastique, par exemple supérieure de 10°C à 20°C, afin que le matériau thermoplastique reste liquide une fois injecté dans le volume d'imprégnation 26. A cet effet, la partie supérieure 18 et la partie inférieure 20 de la chambre d'imprégnation 6 comprennent des canaux 52 de régulation de la température. Ces canaux 52 sont par exemple traversés par un fluide caloporteur ou sont chargés avec des éléments chauffants afin de permettre le contrôle de la température dans la chambre d'imprégnation 6. Cette chambre 6 peut être en outre revêtue par une ou plusieurs plaques isolantes (non représentées) permettant de conserver la température dans la chambre d'imprégnation 6. On notera que la température n'a pas besoin d'être augmentée afin d'augmenter la fluidité du matériau thermoplastique du fait de l'imprégnation satisfaisante offerte par l'injection du matériau directement sur les fibres tendues, de tous les côtés de celles-ci, et de l'augmentation progressive de la pression dans le volume d'imprégnation 26. En relation avec les Fig. 4 à 7, on décrit à présent la chambre d'imprégnation 6 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Cette chambre d'imprégnation 6 est adaptée pour réaliser des profilés de sections fermées et creuses, tels que des tubes. Les références numériques des éléments communs de la chambre d'imprégnation 6 selon les premier et deuxième modes de réalisation sont identiques. Cette chambre d'imprégnation 6 diffère de la chambre d'imprégnation décrite précédemment en relation avec le premier mode de réalisation, en ce qu'elle comprend un mandrin 54 s'étendant entre la partie supérieure 18 et la partie inférieure 20.This particular form of the impregnation volume 26 of the first lower contact line 34 at the second lower contact line 38 and the tension exerted on the fibers 2 downstream of the impregnation chamber 6 make it possible to form means for tension of the fibers 2 inside the impregnation chamber and ensure a tension of the fibers 2 in the impregnation volume 26, firstly between the first lower contact line 34 and the upper nip 30 and on the other hand between the upper contact line 30 and the second lower contact line 38. Injection means of the thermoplastic material are arranged to open into the impregnation volume 6. Upstream of these injection means and as shown in FIG. 1, the device comprises a source of thermoplastic material 42. The thermoplastic material is for example stored in the form of solid granules at room temperature. These granules are passed through a screw 44 to plasticize them and heated to a temperature above the melting point of the thermoplastic material in order to liquefy the thermoplastic material. The screw 44 is conventional for a device and a method for making parts by injection or extrusion and will not be described in detail here. A channel 46 then conveys the liquid thermoplastic material of the extrusion screw 44 to the impregnation volume 26. The channel 46 is arranged to open on the one hand into the upper wall 22 of the upper part 18 and on the other hand into the lower wall 24 of the lower part 20 of the impregnation chamber 6, so as to feed the impregnation volume 26 of thermoplastic material and to circulate this material in the upstream-downstream direction. The channel 46 opens into the upper wall 22 between the first lower contact line 34 and the upper contact line 30 so as to form a first injection threshold 48 of the thermoplastic material on one side of the tensioned fibers facing the upper wall 22. The channel 46 opens into the bottom wall 24 between the upper contact line 30 and the second lower contact line 38 so as to form a second injection threshold 50 of the thermoplastic material on the other side of the tensioned fibers, turned to the bottom wall 24. Thus, it provides an injection of the thermoplastic material directly on the fibers stretched on all sides of the fibers, which ensures good impregnation of the fibers by the thermoplastic material. In order to improve the injection of the thermoplastic material, several injection thresholds may be provided in the upper wall 22 and / or in the lower wall 24 facing the tensioned fibers. In addition, as the fibers advance from upstream to downstream in the impregnation chamber 6 downstream of the injection thresholds 48 and 50, the pressure increases in the impregnation volume 26, due to the reduction of this volume, the wedge formed between the upper wall 22 and the fibers 2 stretched between the first lower contact line 34 and the upper nip 30 on the one hand and the wedge formed between the lower wall 24 and the fibers 2 tensioned between the upper contact line 30 and the second lower contact line 38 on the other hand, as described above. The impregnation of the fibers is thus further improved at controlled temperature. A satisfactory impregnation of the fibers is fundamental in order to ensure a good cohesion, and therefore a satisfactory quality, of the profile formed at the outlet of the device. The inside of the impregnation chamber 6 is maintained at a temperature higher than the melting temperature of the thermoplastic material, for example greater than 10 ° C. to 20 ° C., so that the thermoplastic material remains liquid once injected into the volume. For this purpose, the upper part 18 and the lower part 20 of the impregnation chamber 6 comprise channels 52 for temperature regulation. These channels 52 are for example traversed by a coolant or are charged with heating elements in order to allow the temperature to be controlled in the impregnation chamber 6. This chamber 6 may also be coated with one or more insulating plates (no shown) to maintain the temperature in the impregnation chamber 6. Note that the temperature does not need to be increased in order to increase the fluidity of the thermoplastic material due to the satisfactory impregnation offered by the injection of the material directly on the tensile fibers, on all sides thereof, and the progressive increase of the pressure in the impregnation volume 26. In connection with FIGS. 4 to 7, the impregnation chamber 6 is now described according to a second embodiment of the invention. This impregnation chamber 6 is adapted to produce closed and hollow section sections, such as tubes. The numerical references of the common elements of the impregnation chamber 6 according to the first and second embodiments are identical. This impregnation chamber 6 differs from the impregnation chamber described above in relation to the first embodiment, in that it comprises a mandrel 54 extending between the upper part 18 and the lower part 20.

Le mandrin 54 comprend une paroi supérieure 56 s'étendant en regard de la paroi supérieure 22 de la partie supérieure 18, de sorte à délimiter avec celle-ci une chambre d'imprégnation supérieure 58. La paroi supérieure 56 du mandrin 54 s'étend sensiblement parallèlement à la paroi supérieure 22 de la partie supérieure 18. Le mandrin 54 comprend une paroi inférieure 60 s'étendant en regard de la paroi inférieure 24 de la partie inférieure 20 de sorte à définir avec celle-ci une chambre d'imprégnation inférieure 62. La paroi inférieure 60 s'étend sensiblement parallèlement à la paroi inférieure 24 de la partie inférieure 20. Le mandrin 54 présente une forme sensiblement tronconique ou conique de sorte à suivre la convergence des parois supérieure 22 et inférieure 24 des parties supérieure 18 et inférieure 20. Le volume des chambres d'imprégnation supérieure 58 et inférieure 62 décroît donc de façon progressive de l'amont vers l'aval. Les chambres d'imprégnation supérieure 58 et inférieure 62 communiquent entre elles de part et d'autre du mandrin 54 dans un plan contenant la direction amont-aval, de sorte à former une chambre d'imprégnation 6 ayant par exemple une forme annulaire, comme représenté sur les Fig. 5 à 7. Le mandrin 54 est maintenu centré entre les parties supérieure 18 et inférieure 20 par des pions de centrage (non représentés) ou par auto-centrage. Dans ce dernier cas, le mandrin 54 est légèrement flottant entre les parties supérieure 18 et inférieure 20 et est maintenu centré par les fibres 2, également réparties, passant dans les chambres d'imprégnation supérieure 58 et inférieure 62. Les fibres sont tirées au travers des chambres d'imprégnation supérieure 58 et inférieure 62 d'amont en aval de sorte à entourer toute la périphérie du mandrin 54. La paroi supérieure 22 de la partie supérieure 18 comprend une ligne de contact, dite ligne de contact supérieure 64, entre les fibres 2 et la paroi supérieure 22. La ligne de contact supérieure 64 est par exemple formée par une protubérance 66 formée dans la paroi supérieure 22 de la partie supérieure et dont la section forme une partie de cercle d'axe sensiblement perpendiculaire à la direction amont-aval. La ligne de contact supérieure 64 suit le contour de la section de la paroi supérieure 22. Au droit de la ligne de contact supérieure 64, les parois supérieures 22 et 56 de la partie supérieure 18 et du mandrin 54 forment un coude par rapport à la direction amont-aval, c'est-à-dire que ces parois changent de direction par rapport à la direction amont-aval au droit de la ligne de contact supérieure 64. La paroi supérieure 56 du mandrin 54 comprend une ligne de contact, dite première ligne de contact supérieure de mandrin 68, entre les fibres 2 et la paroi supérieure 56 du mandrin 54, située en amont de la ligne de contact supérieure 64. La première ligne de contact supérieure de mandrin 68 est par exemple formée par une protubérance 70 de la paroi supérieure 56 du mandrin 54 et dont la section forme une partie de cercle d'axe sensiblement perpendiculaire à la direction amont-aval. La première ligne de contact supérieure de mandrin 68 suit le contour de la section de la paroi supérieure de mandrin 56. Au droit de la première ligne de contact supérieure de mandrin 68, les parois supérieures 22 et 56 de la partie supérieure 18 et du mandrin 54 forment un coude par rapport à la direction amont-aval, c'est-à-dire que ces parois changent de direction par rapport à la direction amont-aval au droit de la première ligne de contact supérieure de mandrin 68. Du fait des coudes formés au droit de la ligne de contact supérieure 64 et de la première ligne de contact supérieure de mandrin 68, le volume d'imprégnation 26 de la chambre d'imprégnation supérieure 58 s'étend selon une première direction, par exemple sensiblement perpendiculaire à la direction amont-aval entre la première ligne de contact supérieure de mandrin 68 et la ligne de contact supérieure 64, comme représenté sur la Fig. 4. La paroi supérieure 56 du mandrin 54 comprend en outre une ligne de contact, dite deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72, entre les fibres 2 et la paroi supérieure 56 du mandrin 54, située en aval de la ligne de contact supérieure 64. La deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72 est par exemple formée par une protubérance 74 de la paroi supérieure 56 du mandrin 54 et dont la section forme une partie de cercle d'axe sensiblement perpendiculaire à la direction amont-aval. La deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72 suit le contour de la section de la paroi supérieure de mandrin 56. Au droit de la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72, les parois supérieures 22 et 56 de la partie supérieure 18 et du mandrin 54 forment un coude par rapport à la direction amont-aval, c'est-à-dire que ces parois changent de direction par rapport à la direction amont-aval au droit de la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72. Du fait des coudes formés au droit de la ligne de contact supérieure 64 et de la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72, le volume d'imprégnation 26 de la chambre d'imprégnation supérieure 58 s'étend selon une deuxième direction, différente de la première direction, par exemple la direction amont-aval entre la ligne de contact supérieure 64 et la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72, comme représenté sur la Fig. 4. En amont de la première ligne de contact supérieure de mandrin 68, le volume d'imprégnation 26 s'étend sensiblement selon la direction amont-aval. En aval de la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72, le volume d'imprégnation 26 s'étend selon une direction inclinée par rapport à la direction amont-aval suivant la direction de la paroi supérieure 56 du mandrin 54, comme représenté sur la Fig. 4. Cette forme particulière du volume d'imprégnation 26 de la chambre d'imprégnation supérieure 58, de la première ligne de contact supérieure de mandrin 68 à la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72 et la traction exercée sur les fibres 2 en aval de la chambre d'imprégnation 6 permettent de former des moyens de mise en tension des fibres 2 à l'intérieur de la chambre d'imprégnation et d'assurer une tension des fibres 2 dans le volume d'imprégnation 26, d'une part entre la première ligne de contact supérieure de mandrin 68 et la ligne de contact supérieure 64 et d'autre part entre la ligne de contact supérieure 64 et la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72. La chambre d'imprégnation inférieure 62 est sensiblement symétrique de celle de la chambre d'imprégnation supérieure 58. Ainsi, la paroi inférieure 24 de la partie inférieure 20 comprend une ligne de contact inférieure 76 entre les fibres 2 et la paroi inférieure 20, au droit de laquelle les parois inférieures 24 et 60 de la partie inférieure 20 et du mandrin 54 forment un coude. La paroi inférieure 60 du mandrin 54 comprend quant à elle une première ligne de contact inférieure de mandrin 78, disposée en amont de la ligne de contact inférieure 76, et une deuxième ligne de contact inférieure de mandrin 80, disposée en aval de la ligne de contact inférieure 76, au droit desquelles les parois inférieures 24 et 60 de la partie inférieure 20 et du mandrin 54 forment un coude. Le volume d'imprégnation 26 s'étend ainsi selon une troisième direction, par exemple sensiblement perpendiculaire à la direction amont-aval entre la première ligne de contact inférieure de mandrin 78 et la ligne de contact inférieure 76, et selon une quatrième direction, différente de la troisième direction, par exemple la direction amont-aval, entre la ligne de contact inférieure 76 et la deuxième ligne de contact inférieure de mandrin 80.The mandrel 54 comprises an upper wall 56 extending facing the upper wall 22 of the upper part 18, so as to define therewith an upper impregnation chamber 58. The upper wall 56 of the mandrel 54 extends substantially parallel to the upper wall 22 of the upper portion 18. The mandrel 54 comprises a bottom wall 60 extending opposite the bottom wall 24 of the lower portion 20 so as to define therewith a lower impregnation chamber 62. The bottom wall 60 extends substantially parallel to the lower wall 24 of the lower portion 20. The mandrel 54 has a substantially frustoconical or conical shape so as to follow the convergence of the upper and lower walls 22 and upper portions of the top portions 18 and 18. lower 20. The volume of the upper impregnating chambers 58 and lower 62 therefore decreases progressively from upstream to downstream. The upper and lower impregnation chambers 58 communicate with each other on either side of the mandrel 54 in a plane containing the upstream-downstream direction, so as to form an impregnation chamber 6 having, for example, an annular shape, such as shown in Figs. 5 to 7. The mandrel 54 is held centered between the upper 18 and lower 20 portions by centering pins (not shown) or by self-centering. In the latter case, the mandrel 54 is slightly floating between the upper 18 and lower 20 and is kept centered by the fibers 2, equally distributed, passing through the upper impregnation chambers 58 and lower 62. The fibers are drawn through upper and lower impregnation chambers 58 and 62 from upstream to downstream so as to surround the entire periphery of the mandrel 54. The upper wall 22 of the upper part 18 comprises a line of contact, called the upper contact line 64, between the fibers 2 and the upper wall 22. The upper contact line 64 is for example formed by a protuberance 66 formed in the upper wall 22 of the upper part and whose section forms a portion of a circle with an axis substantially perpendicular to the upstream direction -downstream. The upper contact line 64 follows the contour of the section of the upper wall 22. At the right of the upper contact line 64, the upper walls 22 and 56 of the upper part 18 and of the mandrel 54 form a bend with respect to the upstream-downstream direction, that is to say that these walls change direction with respect to the upstream-downstream direction to the right of the upper contact line 64. The upper wall 56 of the mandrel 54 comprises a contact line, so-called first mandrel upper contact line 68, between the fibers 2 and the upper wall 56 of the mandrel 54, located upstream of the upper contact line 64. The first upper mandrel contact line 68 is for example formed by a protrusion 70 the upper wall 56 of the mandrel 54 and whose section forms a portion of a circle with an axis substantially perpendicular to the upstream-downstream direction. The first mandrel upper contact line 68 follows the contour of the mandrel upper wall section 56. To the right of the first mandrel upper contact line 68, the upper walls 22 and 56 of the upper portion 18 and the mandrel 54 form an elbow with respect to the upstream-downstream direction, that is to say that these walls change direction with respect to the upstream-downstream direction to the right of the first upper mandrel contact line 68. bends formed at the right of the upper contact line 64 and the first mandrel upper contact line 68, the impregnation volume 26 of the upper impregnation chamber 58 extends in a first direction, for example substantially perpendicular to the upstream-downstream direction between the first mandrel upper contact line 68 and the upper nip 64, as shown in FIG. 4. The upper wall 56 of the mandrel 54 further comprises a contact line, called the second mandrel upper contact line 72, between the fibers 2 and the upper wall 56 of the mandrel 54, located downstream of the upper nip 64 The second upper mandrel contact line 72 is for example formed by a protuberance 74 of the upper wall 56 of the mandrel 54 and whose section forms a part of a circle whose axis is substantially perpendicular to the upstream-downstream direction. The second mandrel upper contact line 72 follows the contour of the mandrel upper wall section 56. To the right of the second mandrel upper contact line 72, the upper walls 22 and 56 of the upper portion 18 and the mandrel 54 form an elbow with respect to the upstream-downstream direction, that is to say that these walls change direction with respect to the upstream-downstream direction to the right of the second mandrel upper contact line 72. Elbows formed at the right of the upper contact line 64 and the second mandrel upper contact line 72, the impregnation volume 26 of the upper impregnation chamber 58 extends in a second direction, different from the first direction for example the upstream-downstream direction between the upper contact line 64 and the second mandrel upper contact line 72, as shown in FIG. 4. Upstream of the first upper mandrel contact line 68, the impregnation volume 26 extends substantially in the upstream-downstream direction. Downstream of the second mandrel upper contact line 72, the impregnation volume 26 extends in a direction inclined with respect to the upstream-downstream direction in the direction of the upper wall 56 of the mandrel 54, as shown in FIG. Fig. 4. This particular form of the impregnation volume 26 of the upper impregnating chamber 58, the first upper mandrel contact line 68 to the second upper mandrel contact line 72 and the tension exerted on the fibers 2 downstream of the impregnation chamber 6 make it possible to form tensioning means for the fibers 2 inside the impregnation chamber and to ensure a tension of the fibers 2 in the impregnation volume 26, on the one hand between the first mandrel upper contact line 68 and the upper contact line 64 and secondly between the upper contact line 64 and the second upper mandrel contact line 72. The lower impregnation chamber 62 is substantially symmetrical that of the upper impregnation chamber 58. Thus, the lower wall 24 of the lower portion 20 comprises a lower contact line 76 between the fibers 2 and the bottom wall 20, at the right of which the lower walls 24 and 60 of the lower part 20 and the mandrel 54 form a bend. The lower wall 60 of the mandrel 54 comprises a first lower mandrel contact line 78, disposed upstream of the lower contact line 76, and a second mandrel lower contact line 80, disposed downstream of the line of contact. lower contact 76, the right of which the lower walls 24 and 60 of the lower part 20 and the mandrel 54 form a bend. The impregnation volume 26 thus extends in a third direction, for example substantially perpendicular to the upstream-downstream direction between the first lower mandrel contact line 78 and the lower contact line 76, and in a fourth direction, different the third direction, for example the upstream-downstream direction, between the lower contact line 76 and the second mandrel lower contact line 80.

Cette forme particulière du volume d'imprégnation 26 de la chambre d'imprégnation inférieure 62, de la première ligne de contact inférieure de mandrin 78 à la deuxième ligne de contact inférieure de mandrin 80 et la traction exercée sur les fibres 2 en aval de la chambre d'imprégnation 6 permettent d'assurer une tension des fibres 2 dans le volume d'imprégnation 26, d'une part entre la première ligne de contact inférieure de mandrin 78 et la ligne de contact inférieure 76 et d'autre part entre la ligne de contact inférieure 76 et la deuxième ligne de contact inférieure de mandrin 80. Comme pour la chambre d'imprégnation 6 du premier mode de réalisation, des moyens d'injection d'un matériau thermoplastique sont agencés pour injecter un matériau thermoplastique dans les chambres d'imprégnation supérieure 58 et inférieure 62 à partir de la source de matériau thermoplastique 42 en passant par la vis 44 et en étant acheminé sous forme liquide dans les chambres d'imprégnation par un canal 46. Selon le deuxième mode de réalisation et pour la chambre d'imprégnation supérieure 58, le canal 46 débouche d'une part dans la paroi supérieure 22 de la partie supérieure 18 entre la première ligne de contact supérieure de mandrin 68 et la ligne de contact supérieure 64 et d'autre part dans la paroi supérieure du mandrin 56 entre la ligne de contact supérieure 64 et la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72. Ainsi, les moyens d'injection comprennent un premier seuil d'injection 82 du matériau thermoplastique d'un côté des fibres tendues tourné vers la paroi supérieure 22 de la partie supérieure 18 et un deuxième seuil d'injection 84 du matériau thermoplastique de l'autre côté des fibres tendues tourné vers la paroi supérieure 56 du mandrin 54. Afin d'acheminer le matériau thermoplastique vers le mandrin, le canal 46 s'étend au travers d'un pion 86 reliant la partie supérieure 18 au mandrin 54 et passant dans la chambre d'imprégnation supérieure 58 au travers des fibres 2 passant par cette chambre, comme représenté sur la Flg. 4. De même, pour la chambre d'imprégnation inférieure 62, le canal 46 débouche d'une part dans la paroi inférieure 24 de la partie inférieure 18 entre la première ligne de contact inférieure de mandrin 78 et la ligne de contact inférieure 76 et d'autre part dans la paroi inférieure du mandrin 60 entre la ligne de contact inférieure 76 et la deuxième ligne de contact inférieure de mandrin 80. Ainsi, les moyens d'injection comprennent un troisième seuil d'injection 88 du matériau thermoplastique d'un côté des fibres tendues tourné vers la paroi inférieure 24 de la partie inférieure 20 et un quatrième seuil d'injection 90 du matériau thermoplastique de l'autre côté des fibres tendues tourné vers la paroi inférieure 60 du mandrin 54. Afin d'acheminer le matériau thermoplastique vers le mandrin, le canal 46 s'étend au travers d'un pion 92 reliant la partie inférieure 20 au mandrin 54 et passant dans la chambre d'imprégnation inférieure 62 au travers des fibres 2 passant par cette chambre, comme représenté sur la Flg. 4. Ainsi, on assure une injection du matériau thermoplastique directement sur les fibres tendues de tous les côtés des fibres dans les chambres d'imprégnation supérieure 58 et inférieure 62, ce qui assure une bonne imprégnation des fibres par le matériau thermoplastique dans toute la chambre d'imprégnation 6. Afin d'améliorer l'injection du matériau thermoplastique, plusieurs seuils d'injection peuvent être prévus dans la paroi supérieure 22 et/ou dans la paroi inférieure 24 et/ou dans les parois supérieure et inférieure du mandrin 54 en regard des fibres tendues. Comme pour le premier mode de réalisation, l'imprégnation est encore améliorée du fait de l'augmentation progressive de la pression dans le volume d'imprégnation 26.This particular form of the impregnation volume 26 of the lower impregnation chamber 62, the first lower mandrel contact line 78 to the second mandrel lower contact line 80 and the tension exerted on the fibers 2 downstream of the impregnation chamber 6 make it possible to ensure a tension of the fibers 2 in the impregnation volume 26, firstly between the first lower mandrel contact line 78 and the lower contact line 76 and secondly between the lower contact line 76 and the second mandrel lower contact line 80. As for the impregnation chamber 6 of the first embodiment, injection means of a thermoplastic material are arranged to inject a thermoplastic material into the chambers upper impregnation 58 and lower 62 from the source of thermoplastic material 42 through the screw 44 and being conveyed in liquid form in the chambers impregnation by a channel 46. According to the second embodiment and for the upper impregnation chamber 58, the channel 46 opens on the one hand into the upper wall 22 of the upper part 18 between the first upper contact line of mandrel 68 and the upper contact line 64 and secondly in the upper wall of the mandrel 56 between the upper contact line 64 and the second mandrel upper contact line 72. Thus, the injection means comprise a first threshold injection 82 of the thermoplastic material on one side of the tensioned fibers facing the upper wall 22 of the upper portion 18 and a second injection threshold 84 of the thermoplastic material on the other side of the tensioned fibers facing the upper wall 56 of the mandrel 54. In order to convey the thermoplastic material to the mandrel, the channel 46 extends through a pin 86 connecting the upper portion 18 to the mandrel 54 and passing through the upper impregnation chamber 58 through the fibers 2 passing through this chamber, as shown on the Flg. 4. Similarly, for the lower impregnation chamber 62, the channel 46 opens on the one hand into the lower wall 24 of the lower part 18 between the first lower mandrel contact line 78 and the lower contact line 76 and on the other hand in the lower wall of the mandrel 60 between the lower contact line 76 and the second lower mandrel contact line 80. Thus, the injection means comprise a third injection threshold 88 of the thermoplastic material of a side of the tensioned fibers facing the lower wall 24 of the lower part 20 and a fourth injection threshold 90 of the thermoplastic material on the other side of the tensioned fibers facing the lower wall 60 of the mandrel 54. In order to convey the material thermoplastic towards the mandrel, the channel 46 extends through a pin 92 connecting the lower portion 20 to the mandrel 54 and passing into the lower impregnation chamber 62 through the fibers 2 going through this room, as shown on the Flg. 4. Thus, the thermoplastic material is injected directly onto the fibers stretched on all sides of the fibers in the upper and lower impregnation chambers 58 and 62, which ensures good impregnation of the fibers by the thermoplastic material throughout the chamber. 6. In order to improve the injection of the thermoplastic material, several injection thresholds may be provided in the upper wall 22 and / or in the lower wall 24 and / or in the upper and lower walls of the mandrel 54. look at the strained fibers. As for the first embodiment, the impregnation is further improved due to the progressive increase of the pressure in the impregnation volume 26.

Comme pour le premier mode de réalisation, l'imprégnation est encore améliorée du fait du coin formé entre la paroi supérieure 22 et les fibres 2 tendues entre la première ligne de contact supérieure de mandrin 68 et la ligne de contact supérieure 64, du coin formé entre la paroi supérieure 56 du mandrin 54 et les fibres 2 tendues entre la ligne de contact supérieure 64 et la deuxième ligne de contact supérieure de mandrin 72, du coin formé entre la paroi inférieure 24 et les fibres 2 tendues entre la première ligne de contact inférieure de mandrin 78 et la ligne de contact inférieure 76, du coin formé entre la paroi inférieure 60 du mandrin 54 et les fibres 2 tendues entre la ligne de contact inférieure 76 et la deuxième ligne de contact inférieure de mandrin 80. Comme pour le premier mode de réalisation, l'intérieur de la chambre d'imprégnation 6 est maintenu à une température supérieure à la température de fusion du matériau thermoplastique, par exemple supérieure de 10°C à 20°C, afin que le matériau thermoplastique reste liquide une fois injecté dans le volume d'imprégnation 26. A cet effet, le mandrin 54 comprend des canaux 94 de régulation de la température agencés pour réguler la température à la fois dans la chambre d'imprégnation supérieure 58 et dans la chambre d'imprégnation inférieure 62. Les parties supérieure 18 et inférieure 20 comprennent également des canaux de régulation de la température. De même, la chambre d'imprégnation 6 peut être revêtue par des plaques d'isolation thermique permettant de conserver la température dans la chambre d'imprégnation. En sortie de la chambre d'imprégnation 6, selon le premier et le deuxième mode de réalisation, la forme du volume d'imprégnation est sensiblement celui du profilé à obtenir en sortie du dispositif. En sortie de la chambre 6, on obtient ainsi une préforme du profilé, comprenant une matrice en matériau thermoplastique liquide à l'intérieur de laquelle s'étendent des fibres 2 imprégnées par le matériau thermoplastique. En relation avec la Fig. 2, on décrit à présent la chambre de pré-consolidation 8, qui est sensiblement identique pour le premier et le deuxième mode de réalisation.As for the first embodiment, the impregnation is further improved because of the wedge formed between the upper wall 22 and the fibers 2 stretched between the first upper mandrel contact line 68 and the upper contact line 64, the formed corner. between the upper wall 56 of the mandrel 54 and the fibers 2 stretched between the upper contact line 64 and the second upper mandrel contact line 72, the wedge formed between the bottom wall 24 and the fibers 2 stretched between the first nip lower mandrel 78 and the lower contact line 76, the wedge formed between the lower wall 60 of the mandrel 54 and the fibers 2 stretched between the lower contact line 76 and the second mandrel lower contact line 80. As for the first embodiment, the inside of the impregnation chamber 6 is maintained at a temperature higher than the melting point of the thermoplastic material, for example greater than 10 ° C to 20 ° C, so that the thermoplastic material remains liquid once injected into the impregnation volume 26. For this purpose, the mandrel 54 comprises temperature control channels 94 arranged to regulate the temperature both in the upper impregnation chamber 58 and in the lower impregnation chamber 62. The upper 18 and lower 20 portions also include temperature control channels. Similarly, the impregnation chamber 6 may be coated with thermal insulation plates to maintain the temperature in the impregnation chamber. At the outlet of the impregnation chamber 6, according to the first and second embodiments, the shape of the impregnation volume is substantially that of the profile to be obtained at the outlet of the device. At the outlet of the chamber 6, a preform of the profile is thus obtained, comprising a matrix of liquid thermoplastic material within which fibers 2 impregnated with the thermoplastic material extend. In connection with FIG. 2, the pre-consolidation chamber 8 is now described, which is substantially identical for the first and second embodiments.

La chambre de pré-consolidation 8 s'étend immédiatement en aval de la chambre d'imprégnation 6 et est par exemple formée par les mêmes parties supérieure et inférieure 18 et 20, et éventuellement le mandrin 54, que la chambre d'imprégnation 6. La chambre de pré-consolidation 8 est toutefois séparée de la chambre d'imprégnation par un isolant thermique 96, par exemple formé par une lame d'air formé par une ouverture s'étendant dans les parties supérieure et inférieure 18 et 20 entre la chambre d'imprégnation 6 et la chambre de pré-consolidation 8, comme représenté sur la Fig. 2. La chambre de pré-consolidation 8 comprend un volume de pré-consolidation 98, en communication avec et s'étendant dans la continuité du volume d'imprégnation 26, de sorte que, lorsque la préforme est tirée par les moyens de traction 12, elle passe du volume d'imprégnation 26 au volume de pré-consolidation 98. Le volume de pré- consolidation 98 présente en section la forme de la section du profilé à réaliser, de sorte que la préforme acquière la forme du profilé à réaliser en passant dans le volume de pré-consolidation. La température de la chambre de pré-consolidation 8 est régulée pour être sensiblement voisine de la température de cristallisation du matériau thermoplastique utilisé. Cette régulation de la température est assurée par des canaux 100 s'étendant dans les parties supérieure et inférieure 18 et 20 et/ou éventuellement dans le mandrin 54. Un fluide caloporteur circule dans ces canaux 100 ou des éléments chauffants sont disposés dans ces canaux 100 afin de permettre le contrôle de la température dans le volume de pré-consolidation 98. La chambre de pré-consolidation 8 peut être, comme la chambre d'imprégnation 6, revêtue de plaques d'isolation thermique afin de maintenir la température constante dans la chambre de pré-consolidation 8. Le passage de la chambre d'imprégnation 6, présentant une température supérieure à la température de fusion, à la chambre de pré-consolidation 8, présentant une température inférieure, proche de la température de cristallisation, a pour effet de refroidir la périphérie de la préforme et d'augmenter sa viscosité, tandis que le coeur de la préforme conserve une température élevée et sa fluidité. En sortie de la chambre de pré-consolidation 8 et en amont de la chambre de formage 10, la préforme subit un passage à l'air libre 102. Au cours de ce passage, la température de la préforme diminue encore de sorte qu'une gaine solide se forme sur la périphérie de la préforme, qui conserve un coeur visqueux. En référence aux Fig. 8 à 10, on décrit à présent la chambre de formage 10, ou filière froide. La chambre de formage 10, ou filière froide, comprend un volume de formage 104 présentant la forme du profilé à réaliser. Le volume de formage 104 présente une température inférieure à la température de consolidation du matériau thermoplastique utilisé. Au cours du passage de la préforme dans la chambre de formage 10, le matériau thermoplastique se solidifie et le profilé est définitivement formé. La chambre de formage 10 est par exemple formée d'au moins deux parties 106, 108, des cales de réglages 116 peuvent être ajoutées de sorte à permettre l'ajustement de la dimension du volume de formage 104 en fonction des dimensions et de la forme du profilé à réaliser, comme représenté sur la Fig. 8. Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 8, les parties 106 et 108 peuvent être ajustées l'une par rapport à l'autre et permettent de modifier l'épaisseur du profilé à réaliser en modifiant la taille du volume de formage 104 selon une direction, représentée par la flèche D sur la Fig. 8. La forme des deux parties 106 et 108 n'est qu'illustrative et d'autres formes peuvent être envisagées, en fonction du type de profilé à réaliser. Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 10, la chambre de formage 10 est formée en quatre parties 106, 108, 110 et 112. Des cales de réglage 116 peuvent être ajoutées pour permettre de faire varier la taille du volume de formage 104 selon deux directions, représentées par les flèches D et D' sur la Fig. 10.The pre-consolidation chamber 8 extends immediately downstream of the impregnation chamber 6 and is for example formed by the same upper and lower parts 18 and 20, and optionally the mandrel 54, as the impregnation chamber 6. The pre-consolidation chamber 8, however, is separated from the impregnation chamber by a thermal insulator 96, for example formed by an air gap formed by an opening extending in the upper and lower parts 18 and 20 between the chamber of impregnation 6 and the pre-consolidation chamber 8, as shown in FIG. 2. The pre-consolidation chamber 8 comprises a pre-consolidation volume 98, in communication with and extending in the continuity of the impregnation volume 26, so that, when the preform is pulled by the traction means 12 it passes from the impregnation volume 26 to the preconsolidation volume 98. The preconsolidation volume 98 has, in section, the shape of the section of the profile to be produced, so that the preform acquires the shape of the profile to be produced by passing into the pre-consolidation volume. The temperature of the pre-consolidation chamber 8 is regulated to be substantially close to the crystallization temperature of the thermoplastic material used. This regulation of the temperature is ensured by channels 100 extending in the upper and lower parts 18 and 20 and / or possibly in the mandrel 54. A coolant circulates in these channels 100 or heating elements are arranged in these channels 100 in order to allow temperature control in the pre-consolidation volume 98. The pre-consolidation chamber 8 may be, like the impregnation chamber 6, coated with thermal insulation plates in order to keep the temperature constant in the chamber. pre-consolidation chamber 8. The passage of the impregnation chamber 6, having a temperature above the melting temperature, the pre-consolidation chamber 8, having a lower temperature, close to the crystallization temperature, has for effect of cooling the periphery of the preform and increasing its viscosity, while the heart of the preform retains a high temperature and its fluidity. At the outlet of the pre-consolidation chamber 8 and upstream of the forming chamber 10, the preform undergoes a passage through the air 102. During this passage, the temperature of the preform decreases further so that Solid sheath forms on the periphery of the preform, which retains a viscous heart. With reference to Figs. 8 to 10, the forming chamber 10, or cold die, is now described. The forming chamber 10, or cold die, comprises a forming volume 104 having the shape of the profile to be produced. The forming volume 104 has a temperature below the consolidation temperature of the thermoplastic material used. During the passage of the preform in the forming chamber 10, the thermoplastic material solidifies and the profile is permanently formed. The forming chamber 10 is for example formed of at least two parts 106, 108, shims 116 can be added so as to allow the adjustment of the size of the forming volume 104 depending on the size and shape of the profile to be produced, as shown in FIG. 8. According to the embodiment shown in FIG. 8, the parts 106 and 108 can be adjusted relative to one another and make it possible to modify the thickness of the profile to be produced by modifying the size of the forming volume 104 in one direction, represented by the arrow D on the Fig. 8. The shape of the two parts 106 and 108 is only illustrative and other forms can be envisaged, depending on the type of profile to achieve. According to the embodiment shown in FIG. 10, the forming chamber 10 is formed in four parts 106, 108, 110 and 112. Adjusters 116 may be added to allow the size of the forming volume 104 to be varied in two directions, represented by the arrows D and D in FIG. 10.

Selon l'un ou l'autre mode de réalisation, chaque partie 106, 108, 110, 112 est traversée par un canal 114 permettant de réguler la température à l'intérieur du volume de formage 104, comme cela a déjà été décrit en relation avec la chambre d'imprégnation 6 et la chambre de pré-consolidation 8.According to one or the other embodiment, each portion 106, 108, 110, 112 is traversed by a channel 114 for regulating the temperature inside the forming volume 104, as has already been described in relation to with the impregnation chamber 6 and the pre-consolidation chamber 8.

Le fait de faire passer la préforme dans une chambre de pré-consolidation 8, puis à l'air libre 102 avant de l'introduire dans la chambre de formage 10 permet de former une gaine solide autour d'un coeur visqueux, ce qui permet d'obtenir un profilé présentant un aspect satisfaisant et d'obtenir un profilé parfaitement calibré. En sortie de la chambre de formage 10, le profilé est apte à être découpé à la dimension voulue, dépendant de l'utilisation à laquelle il est destiné. Le dispositif et le procédé décrit ci-dessus permettent ainsi d'obtenir un profilé composite sain, c'est-à-dire dépourvu de fibres sèches et de porosités, présentant une bonne cohésion entre sa matrice en matériau thermoplastique et son renfort en fibres et présentant une géométrie définie et un aspect de surface lisse.Passing the preform in a pre-consolidation chamber 8, then in the open air 102 before introducing it into the forming chamber 10 makes it possible to form a solid sheath around a viscous core, which allows to obtain a profile having a satisfactory appearance and to obtain a perfectly calibrated profile. At the outlet of the forming chamber 10, the section is able to be cut to the desired size, depending on the use for which it is intended. The device and the method described above thus make it possible to obtain a sound composite profile, that is to say free of dry fibers and porosities, having a good cohesion between its matrix of thermoplastic material and its fiber reinforcement and having a defined geometry and a smooth surface appearance.

Claims

CLAIMS 1. A process for producing a profile made of thermoplastic material reinforced with fibers (2) by means of a profiling device comprising at least one impregnation chamber (6), a pre-consolidation chamber (8). ), a forming chamber (10) and means for circulating the upstream fibers downstream of the device, said method comprising the following steps: - introducing and circulating fibers (2) in the impregnation chamber (6) in which a thermoplastic material is injected so as to impregnate the fibers (2) with said thermoplastic material and to obtain a preform of the fiber-reinforced thermoplastic material profile (2) at the outlet of the impregnation chamber (6), - Making the profile made of thermoplastic material reinforced with fibers from the preform, characterized in that the preform is maintained at a temperature close to the crystallization temperature of the material. thermoplastic in a pre-consolidation chamber (8) provided at the outlet of the impregnation chamber (6) and undergoes a passage in the open air between the outlet of the pre-consolidation chamber (8) and a chamber of forming (10) having a temperature below the consolidation temperature of the thermoplastic material, so as to form a solid sheath on the periphery of the profile upstream of the forming chamber (10).

2. A process according to claim 1, characterized in that it comprises a step of tensioning the fibers (2) inside the impregnation chamber (6), the thermoplastic material being injected directly onto the fibers (2) stretched inside the impregnation chamber (6).

3. A production method according to claim 2, characterized in that the thermoplastic material is injected into at least two places of the impregnation chamber (6), on either side of the tensioned fibers (2).

4. A production method according to claim 2 or 3, characterized in that it comprises a step of gradually increasing the pressure between the inlet and the outlet of the impregnation chamber (6) so as to increase the pressure of the thermoplastic material during the impregnation of the fibers (2).

5. A production method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a step of heating the fibers (2) upstream of the inlet of the impregnation chamber (6).

6. A device for producing a profile made of thermoplastic material reinforced with fibers (2) according to an embodiment method according to any one of claims 1 to 5, said device comprising at least means for circulating the fibers (2). ), a fiber impregnation chamber (6) with a thermoplastic material, having a temperature above the melting temperature of the thermoplastic material, and a forming chamber (10) downstream of the impregnation chamber, having a temperature less than the consolidation temperature of the thermoplastic material, characterized in that it further comprises a pre-consolidation chamber (8) downstream of the impregnation chamber (6), having a temperature close to the crystallization temperature of the thermoplastic material, the preform passing in the open air between the pre-consolidation chamber (8) and the forming chamber (10).

7. A device according to claim 6, characterized in that the impregnation chamber (6) and the pre-consolidation chamber (8) are separated from each other by thermal insulation means.

8.- Device according to claim 6 or 7, characterized in that the impregnation chambers (6) and pre-consolidation (8) are formed in continuity from one another, by an upper part (18) and a lower portion (20) extending facing each other.

9. A device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the impregnation chamber (6) and the pre-consolidation chamber (8) are coated with at least one insulating plate to maintain a constant temperature within said impregnation chamber (6).

10.- Device according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the temperature in the impregnation chambers (6) and pre-consolidation (8) are regulated by channels (52, 94, 100) extending into said chambers (6, 8).

11. A device according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the temperature in the forming chamber (10) is regulated by channels (114) extending into said chamber.