FR3012764A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD Download PDF

Info

Publication number
FR3012764A1
FR3012764A1 FR1360837A FR1360837A FR3012764A1 FR 3012764 A1 FR3012764 A1 FR 3012764A1 FR 1360837 A FR1360837 A FR 1360837A FR 1360837 A FR1360837 A FR 1360837A FR 3012764 A1 FR3012764 A1 FR 3012764A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
stacks
stack
profile
plies
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1360837A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3012764B1 (en
Inventor
Vincent Jacob
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Atlantic Composites SAS
Original Assignee
EADS Composites Aquitaine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EADS Composites Aquitaine filed Critical EADS Composites Aquitaine
Priority to FR1360837A priority Critical patent/FR3012764B1/en
Publication of FR3012764A1 publication Critical patent/FR3012764A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3012764B1 publication Critical patent/FR3012764B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/302Details of the edges of fibre composites, e.g. edge finishing or means to avoid delamination
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0003Producing profiled members, e.g. beams
    • B29D99/0005Producing noodles, i.e. composite gap fillers, characterised by their construction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/001Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
    • B29D99/0014Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de remplissage en matériaux composites pour remplir un volume vide, ce volume présentant un axe principal et une section transversale dont la forme géométrique est identique le long de cet axe principal. Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes : a) identifier l'axe principal et établir la forme géométrique de la section transversale, cette forme définissant un premier et un deuxième profils (11, 12), b) décomposer chaque profil en au moins une fonction mathématique dont la courbe décrit ledit ou partie dudit profil correspondant, c) réaliser une analyse au moyen d'un ordinateur pour calculer le nombre et l'agencement des nappes (13) d'au moins deux empilements (14) de nappes (13) de sorte que, lors de la mise en place desdits empilements (14) dans un outil de formage (17) dont la surface intérieure délimite une empreinte dudit volume vide : - pour chaque profil, la base d'un empilement épouse au moins partiellement ce profil lorsqu'il est entièrement décrit par la courbe d'une fonction mathématique, ou pour chaque portion de ce profil décrite par la courbe d'une fonction mathématique, la base d'un empilement épouse au moins partiellement ladite portion de profil, et - au moins deux empilements (14) de nappes (13) forment des coins venant boucher par paire l'espace entre lesdits profils (11, 12) lorsque les empilements (14) de ladite paire épousent au moins partiellement un profil différent, un bord de chaque empilement étant alors en contact avec un bord de l'autre empilement par une extrémité libre des nappes (13) desdits empilements (14), d) fabriquer chacun des empilements (14), e) introduire chaque empilement dans un outil de formage (17) dont la surface intérieure délimite une empreinte dudit volume vide, f) soumettre l'ensemble ainsi obtenu à un cycle de pression et de température pour former ledit élément de remplissage.The invention relates to a method for manufacturing a filling element made of composite materials for filling an empty volume, this volume having a main axis and a cross section whose geometric shape is identical along this main axis. According to the invention, the following steps are carried out: a) identifying the main axis and establishing the geometric shape of the cross-section, this shape defining a first and a second profile (11, 12), b) decomposing each profile into minus a mathematical function whose curve describes said part or part of said corresponding profile, c) perform analysis by means of a computer to calculate the number and the arrangement of the plies (13) of at least two stacks (14) of plies (13) so that, when placing said stacks (14) in a forming tool (17) whose inner surface defines a footprint of said empty volume: - for each profile, the base of a stack wife to less partially this profile when fully described by the curve of a mathematical function, or for each portion of this profile described by the curve of a mathematical function, the base of a stack at least partially marries said portion of profile, and - at least two stacks (14) of plies (13) form wedges that couple in pairs the space between said profiles (11, 12) when the stacks (14) of said pair at least partially match a different profile one edge of each stack then being in contact with an edge of the other stack by a free end of the plies (13) of said stacks (14), d) making each of the stacks (14), e) introducing each stack into a forming tool (17) whose inner surface delimits a footprint of said void volume, f) subjecting the assembly thus obtained to a pressure and temperature cycle to form said filling member.

Description

Procédé de fabrication d'une tête de clou et structure composite comprenant au moins une telle tête de clou ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention a trait à un procédé de fabrication d'une tête de clou en matériaux composites. La présente invention concerne également des structures ou éléments de structure en matériaux composites tels que des raidisseurs, comportant une ou plusieurs têtes de clou obtenues par ce procédé de fabrication. Arrière-plan technologique Il est connu dans le domaine aéronautique de mettre en oeuvre des éléments de renfort tels que des cadres ou lisses, pour donner à une enveloppe mince appelée peau, une bonne tenue mécanique en répartissant les efforts dans la structure travaillante de l'aéronef. Ces éléments de renfort sont le plus souvent réalisés en matériaux composites, lesquels présentent un bon comportement à la fatigue, une absence de corrosion, des propriétés mécaniques de même niveau et un gain de poids non négligeable par rapport à des pièces métalliques analogues. De tels éléments de renfort sont typiquement obtenus à partir de fibres longues telles que des fibres de carbone, noyées dans une matrice de résine. Cette dernière peut être une résine thermodurcissable ou thermoplastique.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a nail head made of materials and to a method for producing a nail head and a composite structure comprising at least one such nail head. BACKGROUND OF THE INVENTION composites. The present invention also relates to structures or structural elements made of composite materials such as stiffeners, comprising one or more nail heads obtained by this manufacturing method. Background Art It is known in the aeronautical field to use reinforcing elements such as frames or smooth, to give a thin envelope called skin, a good mechanical strength by distributing the forces in the working structure of the aircraft. These reinforcing elements are most often made of composite materials, which exhibit good fatigue behavior, absence of corrosion, mechanical properties of the same level and a significant weight gain compared to similar metal parts. Such reinforcing elements are typically obtained from long fibers such as carbon fibers embedded in a resin matrix. The latter may be a thermosetting or thermoplastic resin.

La Figure 1 montre un exemple de panneau comprenant trois éléments de renfort 1 disposés côte à côte sur l'une des faces d'une peau 2. Ces éléments de renforts 1 qui sont ici des profilés ayant une section en forme de U, sont accolés par un de leurs bords 3.FIG. 1 shows an example of a panel comprising three reinforcing elements 1 placed side by side on one of the faces of a skin 2. These reinforcing elements 1, which here are profiles having a U-shaped section, are contiguous by one of their edges 3.

L'impossibilité pratique de réaliser des rayons de courbure nuls laisse subsister un espace entre la peau 2 d'une part, et les portions arrondies en regard de deux profilés 1 immédiatement adjacents, d'autre part.The practical impossibility of producing zero radii of curvature leaves a space between the skin 2 on the one hand, and the rounded portions facing two profiles 1 immediately adjacent, on the other hand.

Il est alors connu de combler cet espace par un élément de remplissage 4 ("Core"), généralement désigné par l'expression "tête de clou", en raison de la forme prise par sa section, afin d'assurer une continuité de matière dans la zone de jonction correspondante. Chaque tête de clou 4 est préalablement formée par une technique usuelle pour obtenir une "tête de clou roulée", dans laquelle on évalue tout d'abord, par retour d'expérience ou par calcul, la quantité de matière requise au remplissage de l'espace séparant les portions arrondies, puis on drape une seule nappe de fibres à plat sur un support plan avant de rouler celle-ci manuellement pour obtenir un "boudin". Le boudin ainsi obtenu est alors introduit dans un outillage de formage à chaud comportant une empreinte de l'espace à combler, afin de conformer la matière à la géométrie de la tête de clou attendue. Toutefois, ce procédé de fabrication n'autorise pas un calibrage précis et régulier de la quantité de matière requis pour remplir le volume à combler et ne permet pas d'obtenir une pièce ayant la géométrie théorique initialement attendue pour la tête de clou. On connaît également un procédé de fabrication d'une "tête de clou extrudée" dans lequel on prend un seul pli unidirectionnel imprégné d'une résine et on le divise pour obtenir des morceaux de pli de largeurs plus étroites. Ces morceaux sont ensuite placés dans un four où la résine est chauffée pour réduire la viscosité de manière à faciliter le processus de formage. On rassemble ensuite les morceaux ainsi chauffés et on les étire à travers une filière pour donner la forme souhaitée. Différentes sections transversales peuvent ainsi être obtenues à l'aide d'un seul pli unidirectionnel.It is then known to fill this space by a filling element 4 ("Core"), generally designated by the expression "nail head", because of the shape taken by its section, to ensure continuity of material in the corresponding junction area. Each nail head 4 is previously formed by a usual technique to obtain a "rolled nail head", in which firstly, by experience feedback or by calculation, the quantity of material required to fill the nail is evaluated. space separating the rounded portions, then drapes a single layer of fibers flat on a plane support before rolling it manually to obtain a "boudin". The thus obtained coil is then introduced into a hot forming tool having an imprint of the space to be filled, in order to conform the material to the geometry of the expected nail head. However, this manufacturing method does not allow precise and regular calibration of the amount of material required to fill the volume to be filled and does not provide a part having the theoretical geometry initially expected for the nail head. Also known is a method of manufacturing an "extruded nail head" in which a single unidirectional fold impregnated with a resin is taken and divided to obtain fold pieces of narrower widths. These pieces are then placed in an oven where the resin is heated to reduce the viscosity so as to facilitate the forming process. The pieces thus heated are then collected and stretched through a die to give the desired shape. Different cross-sections can thus be obtained using a single unidirectional fold.

Cependant, ce procédé impose une logistique d'approvisionnement et de conservation de matières crues à des températures basses (-18°C) et la mise en oeuvre d'un dispositif dédié de fabrication encombrant et coûteux. De plus, ce procédé de fabrication est limité car il ne permet d'obtenir que des têtes de clou ayant des sections et des épaisseurs constantes, le nombre de sections différentes pouvant être formé étant, par ailleurs, très restreint.However, this process imposes logistics supply and conservation of raw materials at low temperatures (-18 ° C) and the implementation of a dedicated manufacturing device cumbersome and expensive. In addition, this method of manufacture is limited because it allows to obtain only nail heads having sections and constant thicknesses, the number of different sections can be formed being, moreover, very small.

D'autre part, il est connu que, lors des opérations d'assemblage d'une tête de clou et de raidisseurs en matériaux composites, il est nécessaire de s'assurer de la création d'une liaison entre cette tête et les surfaces des raidisseurs tout en évitant l'apparition de porosités. En effet, ces porosités ont des effets néfastes sur les caractéristiques mécaniques de l'élément fini et impactent de ce fait les performances de ce dernier. De plus, il est régulièrement constaté, avec les procédés de fabrication de tête de clou de l'état de l'art, des taux de remplissage imparfaits et des défauts de forme des têtes de clou. La présence d'espaces vides conduit alors à une migration de résine pure, par fluage, en provenance des surfaces des éléments raidisseurs avoisinant le volume vide que l'on cherche à combler.On the other hand, it is known that, during assembly operations of a nail head and stiffeners made of composite materials, it is necessary to ensure the creation of a connection between this head and the surfaces of the stiffeners while avoiding the appearance of porosities. Indeed, these porosities have adverse effects on the mechanical characteristics of the finished element and therefore impact the performance of the latter. In addition, it is regularly found, with the state of the art nail head manufacturing processes, imperfect filling rates and defects in shape of the nail heads. The presence of empty spaces then leads to a migration of pure resin, creep, from the surfaces of the stiffening elements adjacent to the empty volume that is to be filled.

Cette migration de résine génère des défauts dans ces éléments, voire des déformations, qui perturbent la structure mécanique de ces éléments raidisseurs. La mise en place de la tête de clou a alors un effet néfaste sur la tenue mécanique de ces éléments. Par ailleurs, il est bien connu que les zones remplies de résine pure ont 20 des propriétés mécaniques inférieures aux zones de matières composites comportant des fibres longues noyées dans une résine. En outre, en raison des inconvénients rappelés ci-dessus, et pour limiter leurs effets, ces procédés de fabrication de l'état de l'art imposent des restrictions quant aux possibilités de géométries des raidisseurs. 25 Il existe donc un besoin pressant pour un élément de remplissage, ou tête de clou, autorisant la mise en oeuvre de raidisseurs présentant des formes complexes. La présente invention vise à pallier ces divers inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de fabrication d'un élément de 30 remplissage simple dans sa conception et dans son mode opératoire, rapide et économique, assurant une distribution uniforme de la matière et de la résine dans l'élément de remplissage destiné à combler un espace vide dans un élément correspondant. Un autre objet de la présente invention est un tel procédé de fabrication 35 qui limite de manière significative la porosité de l'ensemble obtenu par l'assemblage d'un élément de remplissage et d'un objet dont la ou les surfaces délimitent l'espace vide à combler de manière à garantir une liaison adéquate et à ne pas perturber les caractéristiques mécaniques de l'objet auquel l'élément de remplissage est assemblé.This resin migration generates defects in these elements, or even deformations, which disturb the mechanical structure of these stiffening elements. The installation of the nail head then has a detrimental effect on the mechanical strength of these elements. On the other hand, it is well known that areas filled with pure resin have lower mechanical properties than areas of composite materials having long fibers embedded in a resin. In addition, because of the disadvantages mentioned above, and to limit their effects, these state-of-the-art manufacturing methods impose restrictions on the possibilities of geometries of the stiffeners. There is therefore a pressing need for a filler element, or nail head, allowing the implementation of stiffeners having complex shapes. The present invention aims to overcome these various disadvantages of the prior art by proposing a method of manufacturing a simple filling element in its design and in its operating mode, fast and economical, ensuring a uniform distribution of the material and of the resin in the filling member for filling a void space in a corresponding member. Another object of the present invention is such a manufacturing method which significantly limits the porosity of the assembly obtained by assembling a filling element and an object whose surface or surfaces delimit the space. empty to be filled in order to guarantee an adequate connection and not to disturb the mechanical characteristics of the object to which the filling element is assembled.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de remplissage en matériaux composites pour remplir un volume vide délimité par la ou les surfaces d'un objet en matériaux composites, ledit volume à remplir présentant un axe principal et une section transversale audit axe principal dont la forme géométrique est identique ou sensiblement identique le long dudit axe principal sur au moins une partie dudit volume. Selon l'invention, on réalise les étapes suivantes : a) identifier l'axe principal dudit volume et établir la forme géométrique de ladite section transversale, ladite forme géométrique définissant au moins un premier profil et un deuxième profil, b) décomposer chacun desdits profils en une ou plusieurs fonctions mathématiques dont la courbe décrit ou sensiblement décrit, ou les courbes associées décrivent ou sensiblement décrivent, ledit profil correspondant c) réaliser une analyse pour calculer le nombre et l'agencement des nappes d'au moins deux empilements de nappes de fibres unidirectionnelles de sorte que, lors de la mise en place desdits empilements dans un outil de formage dont la surface intérieure délimite une empreinte dudit volume vide : - pour chaque profil, la base d'un empilement épouse au moins partiellement ledit profil lorsqu'il est entièrement décrit, ou sensiblement décrit, par la courbe d'une fonction mathématique, ou pour chaque portion de ce profil décrite, ou sensiblement décrite, par la courbe d'une fonction mathématique, la base d'un empilement épouse au moins partiellement ladite portion de profil, et - au moins deux empilements de nappes forment des coins venant boucher par paire l'espace entre lesdits profils lorsque les empilements de ladite paire épousent au moins partiellement un profil différent, un bord de chaque empilement étant alors en contact avec un bord de l'autre empilement de ladite paire par une extrémité libre d'au moins certaines des nappes desdits empilements, de manière à minimiser les espaces vides entre lesdits empilements d'une part et d'autre part entre chacun desdits empilements et la ou les surfaces de l'objet délimitant ledit volume, d) fabriquer chacun des empilements, e) introduire chaque empilement dans un outil de formage dont la surface intérieure délimite une empreinte dudit volume vide, f) soumettre l'ensemble ainsi obtenu à un cycle de pression et de température pour former ledit élément de remplissage.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION To this end, the invention relates to a method of manufacturing a filling element made of composite materials to fill an empty volume delimited by the surface or surfaces of an object made of composite materials, said volume to be filled having a main axis and a cross-sectional area to said main axis whose geometrical shape is identical or substantially identical along said main axis on at least a part of said volume. According to the invention, the following steps are carried out: a) identifying the main axis of said volume and establishing the geometric shape of said cross section, said geometrical shape defining at least a first profile and a second profile, b) decomposing each of said profiles one or more mathematical functions of which the curve described or substantially described, or the associated curves describe or substantially describe, said corresponding profile c) perform an analysis for calculating the number and the arrangement of the plies of at least two stacks of plies of unidirectional fibers so that, during the establishment of said stacks in a forming tool whose inner surface defines a footprint of said empty volume: - for each profile, the base of a stack at least partially marries said profile when is fully described, or substantially described, by the curve of a mathematical function, or for each portion of described profile, or substantially described by the curve of a mathematical function, the base of a stack at least partially wife said profile portion, and - at least two stacks of plies form wedges that occlude the space between said profiles when the stacks of said pair at least partially match a different profile, an edge of each stack then being in contact with an edge of the other stack of said pair by a free end of at least some of the plies of said stacks , so as to minimize the empty spaces between said stacks on the one hand and on the other hand between each of said stacks and the surface or surfaces of the object delimiting said volume, d) to make each of the stacks, e) to introduce each stack into a forming tool whose inner surface delimits an impression of said empty volume, f) subjecting the assembly thus obtained to a cycle of pressure and temperature for forming said filling member.

Bien entendu, on entend par « base d'un empilement », la couche élémentaire la plus inférieure de cet empilement, c'est-à-dire celle placée directement en contact avec le support à l'étape d) de fabrication des empilements, et sur laquelle sont empilées les autres nappes de fibres unidirectionnelles. Cette couche élémentaire peut être constituée d'une seule nappe ou de deux nappes lorsqu'on réalise un chevauchement de celles-ci. De même, un profil ou une portion de profil peuvent être reproduits par la courbe d'une fonction mathématique de manière approximative sans qu'il soit nécessaire de chercher à décomposer davantage ce profil ou cette portion de profil pour établir des courbes reproduisant exactement leur forme géométrique. On dira alors que la courbe de la fonction mathématique "décrit sensiblement" le profil ou la portion de profil. A titre purement illustratif, ce peut être le cas d'un profil crénelé qui serait décrit en première approximation par un arc de cercle. Ce choix peut être réalisé par l'opérateur ou de manière automatique par un logiciel.Of course, the term "base of a stack", the lowest elementary layer of this stack, that is to say that placed directly in contact with the support in step d) of manufacture of stacks, and on which are stacked the other unidirectional fiber plies. This elementary layer may consist of a single sheet or two sheets when an overlap thereof. Similarly, a profile or a portion of a profile can be reproduced by the curve of a mathematical function in an approximate manner without it being necessary to seek to further decompose this profile or this profile portion to establish curves exactly reproducing their shape. geometric. We will then say that the curve of the mathematical function "substantially describes" the profile or the profile portion. For purely illustrative purposes, this may be the case of a crenellated profile which would be described as a first approximation by an arc of a circle. This choice can be made by the operator or automatically by software.

De manière plus générale, l'étape c) du procédé peut être réalisée au moyen d'un ordinateur. De préférence, les fibres des nappes dans les empilements sont parallèles entre elles. Ceci permet d'éviter l'apparition de volumes vides dans les empilements lorsqu'ils sont mis en pression.More generally, step c) of the method can be carried out by means of a computer. Preferably, the fibers of the plies in the stacks are parallel to each other. This makes it possible to avoid the appearance of empty volumes in the stacks when they are pressurized.

Le procédé de la présente permet donc avantageusement de : - quantifier la quantité de matière à former, c'est-à-dire déterminer précisément le nombre de nappes de fibres unidirectionnelles requis pour remplir le volume de l'ouverture ou cavité à combler. Il en résulte également une maîtrise optimisée de la matière avec pas ou peu de chutes de matière. - calibrer la matière au formage pour l'obtention d'une tête de clou de géométrie précise très proche de la section théorique visée, - préformer des angles saillants sans recourir comme dans les procédés de l'état de l'art au fluage aléatoire de la résine pour remplir le fond ou bords de la tête de clou, - améliorer la qualité du produit fini, c'est-à-dire de l'ensemble formé par la tête de clou cuite et assemblée à l'objet dont la cavité ou l'ouverture est à combler. On constate notamment une réduction significative des porosités et des manques ou excès de matière. En outre, l'intégration de la tête de clou dans la cavité ou l'ouverture de l'objet est réalisée sans aucune perturbation et/ou déformation des plis de l'objet, adjacents à la tête de clou. - offrir la possibilité de formes et/ou changements de sections, - ne pas limiter la géométrie de la section de la tête de clou, - limiter les coûts d'industrialisation et faciliter la gestion des matières, notamment en ce qui concerne la durée de vie à l'ambiante, stockage...The method of the present therefore advantageously makes it possible to: quantify the quantity of material to be formed, that is to say precisely determine the number of layers of unidirectional fibers required to fill the volume of the opening or cavity to be filled. This also results in optimized mastery of the material with little or no material drop. calibrating the material during forming to obtain a nail head of precise geometry very close to the theoretical section targeted, preforming salient angles without resorting, as in the state-of-the-art methods, to the random creep of the resin to fill the bottom or edges of the nail head, - to improve the quality of the finished product, that is to say of the assembly formed by the nail head cooked and assembled to the object whose cavity or the opening is to be filled. In particular, there is a significant reduction in porosity and lack or excess of material. In addition, the integration of the nail head in the cavity or the opening of the object is performed without any disturbance and / or deformation of the folds of the object, adjacent to the nail head. - to offer the possibility of forms and / or changes of sections, - not to limit the geometry of the section of the nail head, - to limit the costs of industrialization and to facilitate the management of the materials, in particular as regards the duration of ambient life, storage ...

Le procédé de la présente invention autorise la fabrication d'éléments de remplissage ayant des profils complexes soit parce qu'ils présentent un rayon de courbure, soit parce qu'ils sont la combinaison de différentes formes géométriques (arc de cercle, rectiligne, ....). Ceci représente un avantage majeur de la présente invention au regard de l'art antérieur constitué par les têtes de clous dites extrudées, celles-ci ne pouvant en effet avoir qu'une seule géométrie, à savoir des profils extrudés droits. Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé de la présente invention est appliqué à un procédé de fabrication de structures en matériaux composites comprenant plusieurs pièces assemblées entre elles. L'élément de remplissage en matériaux composites peut alors être destiné à occuper un volume vide délimité par des surfaces d'une pluralité de pièces en matériaux composites dans une zone de jonction d'au moins trois pièces, ledit volume vide présentant un axe principal de la zone de jonction et une section transversale. Le présent procédé de fabrication trouve des applications dans les domaines mettant en oeuvre des matériaux composites tels que l'aéronautique, le spatial, l'automobile, ... Dans différents modes de réalisation particuliers de ce procédé de fabrication, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - à l'étape c), on tient compte d'un coefficient de foisonnement desdits empilements de sorte qu'après polymérisation de ces empilements, la surface de l'élément de remplissage destinée à être placée vers l'extérieur dudit volume vide est affleurant ou sensiblement de niveau avec la surface ou les surfaces dudit objet avoisinant ledit volume vide. On s'assure ainsi avantageusement que la surface externe dudit élément de remplissage n'est pas incurvée ou en creux mais suit au contraire la surface ou les surfaces de l'objet en matériaux composites, avoisinant le volume vide à remplir. - à l'étape c), on choisit les empilements de manière à limiter le nombre requis de ces empilements pour combler le volume vide. En d'autres termes, parmi les différentes stratégies possibles de remplissage du volume vide, on choisira celle qui impose la réalisation d'un nombre minimum d'empilements pour remplir le volume vide de manière à réduire les temps de fabrication et les coûts inhérents. Alternativement, ou de manière cumulative, à l'étape c), on peut choisir les empilements de sorte que le pourcentage cumulé d'espaces vides entre ces empilements d'une part et d'autre part entre chacun desdits empilements et la ou les surfaces de l'objet délimitant ledit volume vide est inférieur à 5% du volume intérieur dudit volume vide. - à l'étape d), et pour au moins un desdits empilements, on dépose les nappes sur un support en décalant au moins certaines desdites nappes par rapport à la nappe immédiatement inférieure correspondante dans cet empilement de sorte qu'un bord latéral de cet empilement reproduit sensiblement la courbe de la fonction mathématique décrivant ou sensiblement décrivant ledit profil ou ladite portion de profil correspondante. A titre purement illustratif, ce bord latéral de l'empilement suit un arc de cercle ou une portion d'ellipse.The method of the present invention allows the manufacture of filling elements having complex profiles either because they have a radius of curvature, or because they are the combination of different geometrical shapes (arc of circle, rectilinear, .. ..). This represents a major advantage of the present invention with regard to the prior art constituted by the so-called extruded nail heads, which can indeed have only one geometry, namely straight extruded profiles. According to an embodiment, the method of the present invention is applied to a method of manufacturing structures made of composite materials comprising several parts assembled together. The composite material filling element can then be designed to occupy an empty volume delimited by surfaces of a plurality of composite material parts in a junction zone of at least three parts, said empty volume having a main axis of the junction area and a cross section. The present manufacturing method finds applications in the fields using composite materials such as aeronautics, space, automotive, etc. In various particular embodiments of this manufacturing process, each having its particular advantages. and capable of numerous possible technical combinations: in step c), a coefficient of expansion of said stacks is taken into account so that, after polymerization of these stacks, the surface of the filling element intended to be placed towards the outside of said empty volume is flush or substantially level with the surface or surfaces of said object adjacent to said void volume. This ensures advantageously that the outer surface of said filler element is not curved or recessed but instead follows the surface or surfaces of the composite material object, adjacent to the empty volume to be filled. in step c), the stacks are chosen so as to limit the required number of these stacks to fill the empty volume. In other words, among the different possible strategies for filling the empty volume, one will choose the one that requires the realization of a minimum number of stacks to fill the empty volume so as to reduce the manufacturing time and inherent costs. Alternatively, or cumulatively, in step c), the stacks can be chosen so that the cumulative percentage of empty spaces between these stacks on the one hand and on the other hand between each of said stacks and the surface or surfaces of the object delimiting said empty volume is less than 5% of the internal volume of said empty volume. in step d), and for at least one of said stacks, the plies are deposited on a support by shifting at least some of said plies with respect to the corresponding immediately lower ply in this stack so that a lateral edge of this stack substantially reproduces the curve of the mathematical function describing or substantially describing said profile or said corresponding profile portion. For purely illustrative purposes, this lateral edge of the stack follows an arc or a portion of an ellipse.

On obtient ainsi un empilement dont un bord latéral présente des marches. - on dépose les nappes de cet empilement en réalisant un chevauchement d'au moins une partie de celles-ci. De préférence, on dépose au moins les nappes les plus inférieures dudit empilement par rapport audit support, en réalisant un chevauchement de celles-ci. Cette disposition permet de conférer auxdites couches élémentaires de l'empilement un "effet glissant" facilitant l'agencement de celles-ci lors de l'étape de formage. Avantageusement, chacun desdits empilements est fabriqué par dépose automatisée de nappes de fibres unidirectionnelles imprégnées de résine, lesdites nappes étant agencées sous forme d'une bande qui est coupée aux longueurs calculées à l'étape b) pour l'empilement considéré. - à l'étape d), on dépose des nappes sur un support pour former un empilement de revêtement dont la surface externe est destinée à être affleurant ou sensiblement de niveau avec la ou les surfaces de l'objet avoisinant ledit volume à remplir, les bords dudit empilement de revêtement étant droits ou sensiblement droits, - le support sur lequel les empilements sont réalisés est plan ou non plan tel qu'arrondi.This gives a stack with a side edge has steps. the plies of this stack are deposited by overlapping at least a portion of them. Preferably, at least the lower layers of said stack are deposited with respect to said support, by overlapping them. This arrangement makes it possible to confer on said elementary layers of the stack a "sliding effect" facilitating the arrangement of these during the forming step. Advantageously, each of said stacks is manufactured by automated deposition of resin impregnated unidirectional fiber plies, said plies being arranged in the form of a strip which is cut at the lengths calculated in step b) for the stack considered. in step d), layers are deposited on a support to form a coating stack whose outer surface is intended to be flush with or substantially level with the surface or surfaces of the object next to said volume to be filled; edges of said coating stack being straight or substantially straight, - the support on which the stacks are made is flat or non planar as rounded.

Ce support peut, en effet, présenter une forme conférant à l'empilement de recouvrement la forme arrondie souhaitée autorisant par exemple une conservation de la courbure de la surface externe d'une structure dans laquelle vient s'intégrer l'élément de remplissage. - à l'étape e), on ajoute des nappes ou portions de nappes 20 supplémentaires pour combler le ou les espaces non occupés dudit volume à remplir par des nappes de fibres et/ou de la résine, - lesdites nappes sont imprégnées d'une résine ou sèches. Le procédé de fabrication de l'invention permet avantageusement de mettre en oeuvre des nappes dans un état non cuit, dites encore crues. 25 La présente invention concerne également une structure en matériaux composites comprenant un ou plusieurs éléments de remplissage obtenus par le procédé tel que décrit précédemment. De préférence, cette structure comporte au moins une pièce de structure coudée définissant une surface intérieure et extérieure, un élément 30 de remplissage s'étendant jusqu'au sommet de la surface intérieure de la partie coudée de ladite pièce d'un côté de cette dernière. Dans un mode de réalisation particulier, cette pièce ayant une section en forme de L ou en U, deux branches contigües dudit L ou U forment un angle d'une valeur inférieure ou égale à 90°. Alterativement, cet angle peut 35 être supérieur à 90°.This support may, in fact, have a shape conferring on the overlay stack the desired rounded shape allowing for example a conservation of the curvature of the outer surface of a structure in which the filling element is integrated. in step e), additional plies or portions of plies 20 are added to fill the empty space (s) of said volume to be filled with fiber plies and / or resin, said plies being impregnated with resin or dry. The manufacturing method of the invention advantageously makes it possible to use webs in an uncooked state, which are still called raw. The present invention also relates to a composite material structure comprising one or more fillers obtained by the method as described above. Preferably, this structure comprises at least one piece of bent structure defining an inner and outer surface, a filling member extending to the top of the inner surface of the bent portion of said piece on one side of the latter . In a particular embodiment, this part having an L-shaped or U-shaped section, two contiguous branches of said L or U form an angle of a value less than or equal to 90 °. Alteratively, this angle may be greater than 90 °.

Selon un mode de réalisation, cette structure comporte deux pièces de structure de section en forme de U ou de L accolées ou dont un bord d'une première pièce est placé en regard d'un bord d'une seconde pièce de sorte 5 que cette structure présente une section en forme de H, W, T, Z ou Y. La tête de clou peut présenter une section transversale choisie dans le groupe comprenant une forme en T, en L, en Z, en U, en triangle, et des combinaisons de ces formes. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 10 D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une peau comportant sur l'une de ses faces des éléments raidisseurs accolés, l'espace vide entre deux 15 éléments consécutifs étant rempli par une tête de clou, - la Figure 2 montre différentes stratégies de remplissage d'un volume vide ayant une section de forme triangulaire, telles que déterminées à l'étape c) du procédé selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, 20 - la figure 3 représente schématiquement un des empilements de nappes de fibres unidirectionnelles réalisé à l'étape d) du procédé de fabrication, après sélection de la stratégie de remplissage du volume vide représentée à la Fig. 2c), - la Figure 4 montre le schéma organisationnel des empilements dans 25 un outil de formage dont la surface intérieure délimite une empreinte du volume à combler, ainsi que les étapes d'introduction et de positionnement de ces différents empilements, - la Figure 5 est une vue de l'élément de remplissage obtenu, - la Figure 6 est une vue en coupe de l'élément de remplissage de la 30 Fig. 5 et des raidisseurs délimitant le volume vide rempli par cet élément de remplissage, - la Figure 7 est une vue partielle et élargie de l'ensemble de la Fig. 6 montrant l'agencement des nappes de fibres unidirectionnelles dans l'élément de remplissage. 35 3012 764 10 DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION Tout d'abord, on note que les figures ne sont pas à l'échelle.According to one embodiment, this structure comprises two pieces of U-shaped or L-shaped sectional structure contiguous or whose edge of a first piece is placed opposite an edge of a second piece so that this structure has a H, W, T, Z or Y-shaped section. The nail head may have a cross-section selected from the group consisting of a T, L, Z, U, triangle shape, and combinations of these forms. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages, aims and particular features of the present invention will emerge from the description which follows, for an explanatory and in no way limiting purpose, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 shows schematically a skin having adjoining stiffening elements on one of its faces, the empty space between two consecutive elements being filled by a nail head; FIG. 2 shows different strategies for filling an empty volume having a section of triangular shape, as determined in step c) of the method according to a particular embodiment of the present invention, - Figure 3 schematically shows one of the stacks of unidirectional fiber layers produced in step d) of the method of manufacture, after selecting the filling strategy of the empty volume shown in FIG. 2c); FIG. 4 shows the organizational diagram of the stacks in a forming tool whose inner surface delimits a footprint of the volume to be filled, as well as the steps of introduction and positioning of these various stacks, FIG. Fig. 6 is a sectional view of the filling member of Fig. 6; 5 and stiffeners defining the empty volume filled by this filler element; FIG. 7 is a partial and enlarged view of the assembly of FIG. 6 showing the arrangement of unidirectional fiber webs in the filler element. DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION Firstly, it is noted that the figures are not to scale.

Les Figures 2 à 4 décrivent les principales étapes conduisant à la fabrication d'un élément de remplissage d'un volume vide délimité, d'une part, par les bords arrondis de deux profilés de section en forme de U accolés et, d'autre part, par une paroi plane telle qu'une peau venant recouvrir les bases des profilés en forme de U pour définir un élément de structure tel qu'un panneau auto-raidi selon un mode de réalisation de la présente invention. Ce volume vide à remplir comporte un axe longitudinal qui est ici l'axe de jonction des profilés, le long duquel la section transversale de ce volume est identique. En outre, ce volume vide présente un plan 10 médian, la géométrie de la section transversale étant symétrique par rapport à ce plan en définissant un premier profil 11 et un deuxième profil 12. La forme géométrique de cette section transversale ayant ainsi été déterminée, on identifie que chaque profil de la section transversale peut être reproduit par un arc de cercle 18. Une unité de calcul permet alors de déterminer les paramètres de la 20 fonction mathématique dont la courbe, un arc de cercle, permet de reproduire chaque profil. Pour cela, l'unité de calcul (non représentée) tel qu'un ordinateur, comprend un processeur commandé par un logiciel, au moins un système de mémoire connecté au processeur et conçu pour enregistrer au moins des 25 données à utiliser telles que des fonctions mathématiques, au moins un système d'affichage conçu pour fournir de manière visible des informations telle que les courbes reproduisant les profils de la section transversale, ainsi qu'au moins un système de saisie conçu au moins pour exercer une action sur les fonctions d'exploitation de l'unité de calcul et/ou pour saisir des données.Figures 2 to 4 describe the main steps leading to the manufacture of a filling element of an empty volume delimited, on the one hand, by the rounded edges of two U-shaped sections section contiguous and, on the other hand on the other hand, by a flat wall such as a skin covering the bases of the U-shaped profiles to define a structural element such as a self-stiffened panel according to an embodiment of the present invention. This empty volume to be filled comprises a longitudinal axis which is here the axis of junction of the profiles, along which the cross section of this volume is identical. In addition, this empty volume has a median plane, the geometry of the cross section being symmetrical with respect to this plane by defining a first profile 11 and a second profile 12. The geometric shape of this cross section has thus been determined, identifies that each profile of the cross-section can be reproduced by an arc 18. A calculation unit then makes it possible to determine the parameters of the mathematical function whose curve, an arc of circle, makes it possible to reproduce each profile. For this purpose, the computing unit (not shown), such as a computer, comprises a software-controlled processor, at least one memory system connected to the processor and adapted to record at least data to be used such as functions. mathematics, at least one display system adapted to provide information in a visible manner such as the curves reproducing the profiles of the cross section, and at least one input system designed at least to exert an action on the functions of operation of the computing unit and / or to enter data.

30 Au moyen de cette unité de calcul, on réalise une analyse pour définir une stratégie de remplissage du volume vide à l'aide de nappes 13 de fibres unidirectionnelles agencées sous la forme d'empilements 14. Les nappes 13 sont constituées de fibres unidirectionnelles s'étendant longitudinalement sans discontinuité en étant parallèles entre elles. La nature 35 des nappes 13 de fibres unidirectionnelles ainsi que la nature de la résine dans laquelle elles sont imprégnées seront choisies selon l'application envisagée, parmi les fibres et les résines utilisées habituellement dans le domaine des matériaux composites. Ainsi les nappes 13 de fibres unidirectionnelles peuvent être 5 constituées de fibres de carbone et la résine être une résine thermodurcissable telle qu'une résine phénolique ou de type epoxy, ou encore une résine thermoplastique telle qu'une résine PEEK (polyétheréthercétone). Un « canevas » 15 représentatif de l'arrangement optimal des fibres, dans la section transversale de la géométrie du volume vide, permet d'obtenir 10 par calcul différents agencements des nappes 13 de fibres dans le volume vide. La Figure 2 représente schématiquement trois exemples de stratégies d'agencement des nappes 13 favorables à la technique de mise en oeuvre par formage à chaud.Using this calculation unit, an analysis is carried out to define a strategy for filling the empty volume by means of unidirectional fiber plies 13 arranged in the form of stacks 14. The plies 13 consist of unidirectional fibers. extending longitudinally without discontinuity being parallel to each other. The nature of the webs 13 of unidirectional fibers and the nature of the resin in which they are impregnated will be chosen according to the application envisaged, from the fibers and resins usually used in the field of composite materials. Thus the plies 13 of unidirectional fibers may consist of carbon fibers and the resin may be a thermosetting resin such as a phenolic or epoxy resin, or a thermoplastic resin such as a PEEK resin (polyetheretherketone). A "canvas" 15 representative of the optimal arrangement of the fibers, in the cross section of the geometry of the empty volume, makes it possible to obtain, by calculation, different arrangements of the plies 13 of fibers in the empty volume. FIG. 2 diagrammatically represents three examples of strategies for arranging webs 13 that are favorable to the technique of implementation by hot forming.

15 Le choix de la stratégie est alors propre à la géométrie de la section transversale de l'élément de remplissage attendu pour combler le volume vide On choisit ici de limiter au minimum le nombre requis d'empilements 14 pour combler le volume vide, ce qui conduit à retenir la stratégie représentée 20 sur la Figure 2c). Selon cette stratégie, deux empilements 14 de nappes de fibres unidirectionnelles seront disposés de manière symétrique par rapport au plan 10 médian. Le plus gros volume restant à remplir sera alors comblé par un apport d'un empilement 16 complémentaire de nappes de fibres 25 unidirectionnelles. La Figure 4 montre la manière dont ces trois empilements 14, 16 seront introduits et agencés dans un outil de formage 17 dont la surface intérieure est une empreinte du volume vide à remplir pour obtenir l'élément de remplissage.The choice of the strategy is then specific to the geometry of the cross-section of the expected filler element to fill the void volume. Here, it is chosen to limit to the minimum the required number of stacks 14 to fill the void volume, leads to retaining the strategy shown in Figure 2c). According to this strategy, two stacks 14 of unidirectional fiber plies will be arranged symmetrically with respect to the median plane. The largest volume remaining to be filled will then be filled by a supply of a complementary stack 16 of unidirectional fiber plies 25. Figure 4 shows how these three stacks 14, 16 will be introduced and arranged in a forming tool 17 whose inner surface is an imprint of the empty volume to be filled to obtain the filling element.

30 Le nombre de nappes 13 de fibres unidirectionnelles déposées dans une section (N) de l'élément de remplissage est un nombre entier de nappes 13 issu du rapport de la superficie de la section de l'élément de remplissage (A) sur la superficie de la section d'une fibre (a), auquel est soustraite la somme des superficies des zones vides, i.e. des zones non comblées compte 35 tenu de l'épaisseur des fibres, soit le calcul : N =A - 2 . s - Ep a où : A = Superficie de la section de l'élément de remplissage, laquelle ( Ir est donnée par la formule = 2xR2 x 1-- 4, R = Rayon sur faces externes des pièces adjointes délimitant le volume vide ou encore la géométrie de l'élément de remplissage destiné à remplir ce volume vide, Ep est l'épaisseur d'une nappe à l'état cuit et x1 est la valeur du décalage de la première nappe par rapport à la couche élémentaire déterminant la base de l'empilement, déterminée à partir de l'équation du cercle (Fig. 3). Comme représenté sur la Figure 4, deux empilements 14 de nappes forment des coins venant boucher l'espace entre les profils en forme d'arc de cercle lorsque la base de chaque empilement épouse au moins partiellement un profil différent. Un bord de chaque empilement vient en effet en contact dans le plan 10 médian avec un bord de l'autre empilement par le biais d'une extrémité de leurs nappes 13 de sorte que les espaces vides entre ces empilements 14 d'une part et d'autre part entre chacun de ces empilements 14 et les profils sont limités. De manière à avoir cette mise en contact des nappes des empilements 14 voire emboitement des nappes 13 pour certaines d'entre elles, au niveau du plan 10 médian, l'extrémité libre de chaque nappe d'un empilement est décalée par rapport à la nappe placée immédiatement sous la nappe considérée dans l'empilement de sorte que chaque empilement présente un bord latéral reproduisant la courbe décrivant le profil considéré, ici un arc de cercle. Après avoir ainsi déterminé le nombre, l'orientation, l'ordre de 30 placement et/ou espacement de chacune des nappes 13 de chaque empilement, on fabrique ces empilements 14 sur un support plan. Sur la Figure 3 représentant un empilement dont la base est destinée à venir épouser au moins partiellement le profil de la section transversale, les deux premières nappes 13', 13" présentent un faible chevauchement qui est nécessaire à l'agencement des nappes 13 de fibres suivantes selon la stratégie déterminée. De manière avantageuse, la disposition de ces deux premières nappes 13', 13" de fibres unidirectionnelles à l'interface entre l'outillage de formage et l'empilement 14 de nappes de fibres unidirectionnelles pré-empilées en lâché de plis confère un effet de « tapis glissant » pour faciliter l'agencement des nappes 13', 13" lors de l'étape de formage. On introduit ensuite chaque empilement 14 dans un outil de formage dont la surface intérieure délimite une empreinte du volume vide à remplir et on soumet l'ensemble ainsi obtenu à un cycle de pression et de température pour former l'élément de remplissage. Dans un mode de mise en oeuvre de la présente invention, les Figures 5 à 7 montrent d'une part une tête de clou obtenue par le procédé de fabrication de la présente invention ainsi qu'une structure comportant deux raidisseurs de section en forme de U accolés dont l'espace séparant les bords arrondis est comblé avec cette tête de clou. Il ressort de l'étude d'une coupe micro sur une section de cette structure que le taux de remplissage dans la tête de clou est optimal et 20 homogène. En outre, un contrôle de cette pièce par ultrasons nous révèle une très bonne santé matière.The number of webs 13 of unidirectional fibers deposited in a section (N) of the filling element is an integer number of webs 13 derived from the ratio of the surface area of the section of the filling element (A) to the surface area. of the section of a fiber (a), from which is subtracted the sum of the areas of the empty zones, ie uncompleted areas taking into account the thickness of the fibers, ie the calculation: N = A - 2. s - Ep a where: A = Area of the section of the filling element, which (Ir is given by the formula = 2xR2 x 1-- 4, R = Radius on external faces of the adjoining parts delimiting the empty volume or else the geometry of the filling element intended to fill this empty volume, Ep is the thickness of a ply in the fired state and x1 is the offset value of the first ply with respect to the elementary layer determining the base of the stack, determined from the equation of the circle (FIG 3) As shown in FIG. 4, two stacks 14 of plies form wedges that fill the space between the profiles in the shape of an arc of a circle when the base of each stack at least partially marries a different profile, one edge of each stack comes into contact in the median plane with an edge of the other stacking through one end of their plies 13 so that the empty spaces between these stacks 14 on the one hand and on the other hand between each of these stacks 14 and the profiles are limited. In order to have this contact between the plies of the stacks 14 and even the interlocking plies 13 for some of them, at the level of the median plane, the free end of each ply of a stack is offset with respect to the ply. placed immediately below the sheet considered in the stack so that each stack has a side edge reproducing the curve describing the profile considered, here an arc of a circle. After having thus determined the number, the orientation, the order of placement and / or spacing of each of the plies 13 of each stack, these stacks 14 are manufactured on a plane support. 3 represents a stack whose base is designed to fit at least partially the profile of the cross-section, the first two plies 13 ', 13 "have a small overlap which is necessary for the arrangement of the plies 13 of fibers according to the strategy determined advantageously, the arrangement of these two first plies 13 ', 13 "of unidirectional fibers at the interface between the forming tool and the stack 14 of unidirectional fibers plies pre-stacked loose. of folds gives a "sliding carpet" effect to facilitate the arrangement of the plies 13 ', 13 "during the forming step, then each stack 14 is introduced into a forming tool whose inner surface delimits an imprint of the volume empty to be filled and subjecting the assembly thus obtained to a cycle of pressure and temperature to form the filling element in an embodiment of the present invention. 5 to 7 show on the one hand a nail head obtained by the manufacturing method of the present invention and a structure comprising two U-shaped section stiffeners contiguous whose space between the rounded edges is filled with this nail head. It emerges from the study of a micro section on a section of this structure that the filling rate in the nail head is optimal and homogeneous. In addition, a control of this piece by ultrasound reveals a very good health.

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un élément de remplissage en matériaux composites pour remplir un volume vide délimité par la ou les surfaces d'un objet en matériaux composites, ledit volume à remplir présentant un axe principal et une section transversale audit axe principal dont la forme géométrique est identique ou sensiblement identique le long dudit axe principal sur au moins une partie dudit volume, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes : a) identifier l'axe principal dudit volume et établir la forme géométrique de ladite section transversale, ladite forme géométrique définissant au moins un premier profil (11) et un deuxième profil (12), b) décomposer chacun desdits profils (11, 12) en une ou plusieurs 15 fonctions mathématiques dont la courbe décrit ou sensiblement décrit, ou les courbes associées décrivent ou sensiblement décrivent, ledit profil correspondant, c) réaliser une analyse pour calculer le nombre et l'agencement des nappes (13) d'au moins deux empilements (14) de nappes de fibres 20 unidirectionnelles de sorte que, lors de la mise en place desdits empilements (14) dans un outil de formage (17) dont la surface intérieure délimite une empreinte dudit volume vide : - pour chaque profil (11, 12), la base d'un empilement (14) épouse au moins partiellement ledit profil lorsqu'il est entièrement décrit, ou sensiblement 25 décrit, par la courbe d'une fonction mathématique, ou pour chaque portion de ce profil décrite ou sensiblement décrite par la courbe d'une fonction mathématique, la base d'un empilement (14) épouse au moins partiellement ladite portion de profil, et - au moins deux empilements (14) de nappes (13) forment des coins 30 venant boucher par paire l'espace entre lesdits profils (11, 12) lorsque les empilements (14) de ladite paire épousent au moins partiellement un profil différent, un bord de chaque empilement étant alors en contact avec un bord de l'autre empilement de ladite paire par une extrémité libre d'au moins certaines des nappes (13) desdits empilements (14),de manière à minimiser les espaces vides entre lesdits empilements (14) d'une part et d'autre part entre chacun desdits empilements (14) et la ou les surfaces de l'objet délimitant ledit volume, d) fabriquer chacun des empilements (14), e) introduire chaque empilement dans un outil de formage (17) dont la surface intérieure délimite une empreinte dudit volume vide, f) soumettre l'ensemble ainsi obtenu à un cycle de pression et de température pour former ledit élément de remplissage.REVENDICATIONS1. A method of manufacturing a filling element made of composite materials to fill an empty space delimited by the surface or surfaces of an object made of composite materials, said volume to be filled having a main axis and a cross section to said main axis whose geometrical shape is identical or substantially identical along said main axis on at least a part of said volume, characterized in that the following steps are carried out: a) identify the main axis of said volume and establish the geometric shape of said cross section, said shape geometrically defining at least a first profile (11) and a second profile (12), b) decomposing each of said profiles (11, 12) into one or more mathematical functions whose described or substantially described curve, or the associated curves describe or substantially describe, said corresponding profile, c) perform an analysis to calculate the number and arrangement of the webs (13) at least two stacks (14) of unidirectional fiber plies so that, when placing said stacks (14) in a forming tool (17) whose inner surface defines a footprint of said empty volume: - for each profile (11, 12), the base of a stack (14) at least partially matches said profile when fully described, or substantially described, by the curve of a mathematical function, or for each portion of this profile described or substantially described by the curve of a mathematical function, the base of a stack (14) at least partially matches said profile portion, and - at least two stacks (14) of plies (13) form corners 30 by pairing the space between said profiles (11, 12) when the stacks (14) of said pair at least partially match a different profile, one edge of each stack then being in contact with an edge of the other stack of said pair by u non-free end of at least some of the plies (13) of said stacks (14), so as to minimize the empty spaces between said stacks (14) on the one hand and on the other hand between each of said stacks (14) and the or the surfaces of the object defining said volume, d) manufacturing each of the stacks (14), e) introducing each stack into a forming tool (17) whose inner surface defines a footprint of said empty volume, f) subjecting together obtained a pressure and temperature cycle to form said filling member. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape c), on tient compte d'un coefficient de foisonnement desdits empilements (14) de sorte qu'après polymérisation de ces empilements (14), la surface de l'élément de remplissage destinée à être placée vers l'extérieur dudit volume vide est affleurant ou sensiblement de niveau avec la surface ou les surfaces dudit objet avoisinant ledit volume vide.2. Method according to claim 1, characterized in that in step c), account is taken of a coefficient of expansion of said stacks (14) so that after polymerization of these stacks (14), the surface of the filling element intended to be placed towards the outside of said empty volume is flush with or substantially level with the surface or surfaces of said object next to said empty volume. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à l'étape c), on choisit lesdits empilements (14) de manière à limiter le nombre nécessaire d'empilements (14) pour combler le volume vide.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that in step c), said stacks (14) are chosen so as to limit the necessary number of stacks (14) to fill the empty volume. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à l'étape d), et pour au moins un desdits empilements (14), on dépose les nappes (13) sur un support en décalant au moins certaines desdites nappes (13) par rapport à la nappe immédiatement inférieure correspondante dans cet empilement de sorte qu'un bord latéral de cet empilement reproduit sensiblement la courbe de la fonction mathématique décrivant, ou sensiblement décrivant, ledit profil ou ladite portion de profil correspondante.4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in step d), and for at least one of said stacks (14), is deposited the webs (13) on a support by shifting to least some of said plies (13) with respect to the corresponding immediately lower ply in this stack so that a lateral edge of this stack substantially reproduces the curve of the mathematical function describing, or substantially describing, said profile or said corresponding profile portion . 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit bord latéral dudit empilement suit un arc de cercle (18) ou une portion d'ellipse.5. Method according to claim 4, characterized in that said lateral edge of said stack follows a circular arc (18) or an ellipse portion. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on 30 dépose lesdites nappes (13) dudit empilement en réalisant un chevauchement d'au moins une partie (13', 13") de celles-ci.6. Method according to claim 4 or 5, characterized in that said layers (13) of said stack are deposited by overlapping at least a portion (13 ', 13 ") thereof. 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chacun desdits empilements (14) est fabriqué par dépose automatisée de nappes (13) de fibres unidirectionnelles imprégnées de résine, lesdites 35 nappes (13) étant agencées sous forme d'une bande qui est coupée aux longueurs calculées à l'étape b) pour l'empilement considéré.7. Method according to one of claims 4 to 6, characterized in that each of said stacks (14) is manufactured by automatically depositing webs (13) of unidirectional fibers impregnated with resin, said webs (13) being arranged in form. a band which is cut to the lengths calculated in step b) for the stack considered. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'à l'étape d), on dépose des nappes (13) sur un support pour former un empilement de revêtement dont la surface externe est destinée à être affleurant ou sensiblement de niveau avec la ou les surfaces de l'objet avoisinant ledit volume à remplir, les bords dudit empilement de revêtement étant droits ou sensiblement droits.8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in step d), is deposited webs (13) on a support to form a coating stack whose outer surface is intended to be flush or substantially level with the surface or surfaces of the object next to said volume to be filled, the edges of said coating stack being straight or substantially straight. 9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que ledit support est non plan.9. Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that said support is non-planar. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'à l'étape e), on ajoute des nappes (13) ou portions de nappes (13) supplémentaires pour combler le ou les espaces non occupés dudit volume à remplir par des nappes (13) de fibres et/ou de la résine.10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that in step e), additional webs (13) or portions of webs (13) are added to fill the non-occupied space (s) of said volume to be filled by plies (13) of fibers and / or resin. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 15 caractérisé en ce que lesdites nappes (13) sont imprégnées d'une résine.11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said plies (13) are impregnated with a resin. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites nappes (13) sont sèches.12. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said plies (13) are dry. 13. Structure en matériaux composites comprenant un ou plusieurs éléments de remplissage obtenus par le procédé selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 12.13. Composite material structure comprising one or more filling elements obtained by the process according to any one of claims 1 to 12. 14. Structure selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une pièce de structure coudée définissant une surface intérieure et extérieure, un élément de remplissage s'étendant jusqu'au sommet de la surface intérieure de la partie coudée de ladite pièce d'un côté 25 de cette dernière.14. Structure according to claim 13, characterized in that it comprises at least one piece of bent structure defining an inner and outer surface, a filler element extending to the top of the inner surface of the bent portion of said part of one side 25 of the latter. 15. Structure selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce qu'elle comporte deux pièces de structure de section en forme de U ou de L accolées ou dont un bord d'une première pièce est placé en regard d'un bord d'une seconde pièce de sorte que ladite structure présente une section en forme de 30 H, W, T, Z ou Y.15. Structure according to claim 13 or 14, characterized in that it comprises two pieces of U-shaped section structure or L contiguous or an edge of a first piece is placed opposite an edge of a second piece so that said structure has a section shaped like H, W, T, Z or Y.
FR1360837A 2013-11-05 2013-11-05 METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD Expired - Fee Related FR3012764B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1360837A FR3012764B1 (en) 2013-11-05 2013-11-05 METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1360837A FR3012764B1 (en) 2013-11-05 2013-11-05 METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3012764A1 true FR3012764A1 (en) 2015-05-08
FR3012764B1 FR3012764B1 (en) 2016-07-01

Family

ID=50137786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1360837A Expired - Fee Related FR3012764B1 (en) 2013-11-05 2013-11-05 METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3012764B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4072848A4 (en) * 2020-03-18 2024-04-03 Univ Leland Stanford Junior Composite laminate cards of finite size, tapered composite laminate structures formed from the same, and methods of manufacturing and using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0396281A2 (en) * 1989-05-03 1990-11-07 Westland Helicopters Limited Method for producing a component from fibre-reinforced plastic materials
US20030024630A1 (en) * 2000-02-25 2003-02-06 The Boeing Company Method of making a laminated composite radius filler
EP2727711A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-07 The Boeing Company Composite radius fillers and methods of forming the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0396281A2 (en) * 1989-05-03 1990-11-07 Westland Helicopters Limited Method for producing a component from fibre-reinforced plastic materials
US20030024630A1 (en) * 2000-02-25 2003-02-06 The Boeing Company Method of making a laminated composite radius filler
EP2727711A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-07 The Boeing Company Composite radius fillers and methods of forming the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4072848A4 (en) * 2020-03-18 2024-04-03 Univ Leland Stanford Junior Composite laminate cards of finite size, tapered composite laminate structures formed from the same, and methods of manufacturing and using the same

Also Published As

Publication number Publication date
FR3012764B1 (en) 2016-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2504832B1 (en) Acoustic panel for an aircraft nacelle and corresponding manufacturing process
CA2487647C (en) Self-stiffened panels of prepreg composite and processes for putting the components of such panels in place
EP2464505B1 (en) Method for repairing a wall consisting of a plurality of layers
WO2009115736A2 (en) Method and device for moulding a curved part made from composite material and corresponding part
WO2009115734A2 (en) Method and device for producing a curved section made from composite material and resulting section
EP3096940B1 (en) Method and device for stamping a composite blank with non-consolidated thermoplastic matrix
FR3022829A1 (en) COMPACTING ASSEMBLY AND METHOD FOR MANUFACTURING A TURBOMACHINE TURBINE COMPOSITE
EP2225099B1 (en) Method for making a panel including at least one cellular body and a first skin made of a composite material
FR3020780A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A COMPOSITE MATERIAL PART FOR AIRCRAFT STRUCTURE BY PULTRUSION AND COCUISSON
FR3012764A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A NAIL HEAD AND COMPOSITE STRUCTURE COMPRISING AT LEAST ONE SUCH NAIL HEAD
WO2018211181A1 (en) Method for producing a bent part made of composite material and corresponding bent part
WO2015082843A1 (en) Sandwich panel comprising a honeycomb structure provided with reinforcements on the edges of said structure
FR3053623A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A PREFORM FOR COMPOSITE MATERIALS
EP3530444B1 (en) Method for manufacturing a central box for wing from profiles manufactured by high pressure and low-temperature forming and central box for wing obtained from the implementation of said method
FR2923748A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING A FIBROUS STRUCTURE OF HONEYCOMB NES
EP2510514A1 (en) Process for manufacturing an acoustic panel for an aircraft nacelle
WO2023198715A1 (en) Structural element provided with applied inserts for a composite acoustic structure, and associated manufacturing method
WO2014199065A2 (en) Method for manufacturing a composite part
FR3066047A1 (en) ASSEMBLY PROCESS FOR FUEL CELL
WO2022117962A1 (en) Composite blade for an aircraft engine and method for manufacturing same
EP4241978A1 (en) Honeycomb structure with improved thermal conductivity
WO2020016044A1 (en) Method for producing a metal material reinforced with an organic matrix composite
FR3015346A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING AN AIRCRAFT FUSELAGE PIECE, FUSELAGE PIECE OBTAINED BY SUCH A METHOD AND AN AIRCRAFT EQUIPPED WITH SUCH A FUSELAGE PIECE
FR3048378A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING SANDWICH-TYPE COMPOSITE STRUCTURE INCORPORATING A SOUL COMPRISING A PLURALITY OF FIBER WINDINGS AND SANDWICH-TYPE COMPOSITE STRUCTURE THUS OBTAINED
FR3063674A1 (en) MECHANICAL PRESSURE APPLICATION DEVICE, IMPREGNATION METHOD, AND BONDING METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
CD Change of name or company name

Owner name: STELIA AEROSPACE COMPOSITES, FR

Effective date: 20150923

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

ST Notification of lapse

Effective date: 20200914