FR3025452B1 - Piece composite renforcee de fibres et procede pour fabriquer une piece composite renforcee de fibres - Google Patents

Piece composite renforcee de fibres et procede pour fabriquer une piece composite renforcee de fibres Download PDF

Info

Publication number
FR3025452B1
FR3025452B1 FR1558226A FR1558226A FR3025452B1 FR 3025452 B1 FR3025452 B1 FR 3025452B1 FR 1558226 A FR1558226 A FR 1558226A FR 1558226 A FR1558226 A FR 1558226A FR 3025452 B1 FR3025452 B1 FR 3025452B1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fiber
reinforced composite
connector
composite part
based material
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.)
Active
Application number
FR1558226A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3025452A1 (fr
Inventor
Jochen Schmidt
Markus Kleineberg
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.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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 Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of FR3025452A1 publication Critical patent/FR3025452A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3025452B1 publication Critical patent/FR3025452B1/fr
Active 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
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • 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
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/72Encapsulating inserts having non-encapsulated projections, e.g. extremities or terminal portions of electrical components
    • 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
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • 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
    • B29C70/88Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
    • B29C70/882Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding
    • B29C70/885Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced partly or totally electrically conductive, e.g. for EMI shielding with incorporated metallic wires, nets, films or plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/34Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3481Housings or casings incorporating or embedding electric or electronic elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/34Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/36Plugs, connectors, or parts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres, qui comporte un connecteur à enfichage (3), réalisé en le matériau de matrice de la pièce composite renforcée de fibres, d'un seul tenant avec celle-ci.

Description

Pièce composite renforcée de fibres et procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres L’invention concerne un procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres, d’après lequel la pièce composite renforcée de fibres est fabriquée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté un matériau de matrice. L’invention concerne également une pièce composite renforcée de fibres ainsi obtenue.
Des pièces en un matériau composite renforcé de fibres, à savoir des pièces composites renforcées de fibres, sont aujourd’hui incontournables dans le domaine aéronautique et aérospatial. Mais les matériaux composites renforcés de fibres sont également de plus en plus utilisés dans le domaine automobile. On fabrique notamment des éléments de structure critiques en matières plastiques renforcées de fibres avec un poids minimal, en raison de la résistance et de la rigidité spécifiques au poids élevées. Grâce aux propriétés anisotropes résultant de l’orientation des fibres des matériaux composites renforcés de fibres, les pièces peuvent être adaptées à des charges ou contraintes locales, et permettent ainsi une exploitation optimale du matériau dans l’optique d’une construction allégée.
Une tendance croissante se fait jour, consistant à intégrer des éléments fonctionnels électriques ou électroniques sur ou dans les pièces composites renforcées de fibres, ce qui permet d’élargir considérablement le domaine d’utilisation de telles pièces composites renforcées de fibres. De tels éléments fonctionnels électriques ou électroniques peuvent par exemple être des actionneurs ou des capteurs, qui sont intégrés à la pièce composite renforcée de fibres, et qui peuvent être commandés ou lus de l’extérieur, par l’intermédiaire d’une liaison électrique, pour ainsi, par exemple, obtenir des données de mesure provenant de capteurs ou pouvoir commander des actionneurs. Egalement dans le domaine de la récupération d’énergie (dit energy-harvesting), il est connu d’intégrer des éléments fonctionnels électriques dans les pièces, de sorte qu’il est possible de récupérer de l’énergie électrique en raison de déformations des pièces à l’intérieur de leurs limites-système. Des tels éléments fonctionnels dans le domaine de la récupération d’énergie peuvent par exemple être des éléments fonctionnels piézoélectriques. Mais des actionneurs et capteurs sont également intégrés aux pièces pour la surveillance de structure des pièces, pour ainsi pouvoir effectuer, par exemple à l’aide de capteurs à ultrasons, une surveillance de structure pendant l’utilisation des pièces.
Tous ces domaines d’utilisation de pièces composites renforcées de fibres à éléments fonctionnels électriques intégrés ont en commun que les éléments fonctionnels intégrés doivent pouvoir être commandés ou lus électriquement de l’extérieur, par l’intermédiaire d’une liaison électrique, pour pouvoir ainsi commander les éléments fonctionnels ou en obtenir des données. Cela nécessite en général de réaliser une liaison électrique par câble, à partir de l’extérieur, à travers des parties de la pièce composite renforcée de fibres, jusqu’à l’élément fonctionnel intégré, pour pouvoir établir une telle liaison électrique avec l’élément fonctionnel. II s’est toutefois avéré que lorsqu’on fait sortir des câbles de la structure dure de la pièce, il en résulte des variations ou sauts de rigidité pour le conducteur -au niveau du bord de la pièce, de sorte qu’il faut s’attendre à une rupture de la liaison en cas de sollicitation permanente,.
Dans la pratique, des essais ont été effectués en vue de stabiliser les liaisons électriques sortant de la pièce, ceci à l’aide d’un composant de relaxation en traction rapporté par injection, ce qui s’est toutefois avéré être une étape de processus supplémentaire, très coûteuse.
Aussi, le but de la présente invention consiste à indiquer un procédé amélioré pour la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres à éléments fonctionnels intégrés, ainsi qu’une pièce composite renforcée de fibres à cet effet, permettant de réaliser de manière sûre et efficace une liaison électrique avec l’élément fonctionnel intégré.
Conformément à l’invention, le but recherché est atteint grâce à un procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres, d’après lequel la pièce composite renforcée de fibres est fabriquée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté un matériau de matrice, au moins un élément fonctionnel électrique étant prévu dans ou sur la pièce composite renforcée de fibres, et pouvant être commandé ou lu de fextérieur à l’aide d’une liaison électrique, caractérisé en ce que sur la pièce composite renforcée de fibres est constitué •d’un seul tenant avec celle-ci, un connecteur à enfichage en ledit matériau de matrice de la pièce composite renforcée de fibres, le connecteur possédant des contacts électriques que l’on relie à l’élément fonctionnel électrique de la pièce composite renforcée de fibres.
Conformément à l’invention, le but recherché est par ailleurs atteint grâce à une pièce composite renforcée de fibre, qui est fabriquée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté ou infusé un matériau de matrice, et comporte au moins un élément fonctionnel électrique, pouvant être commandé ou lu de l’extérieur à l’aide d’une liaison électrique, caractérisée en ce que la pièce composite renforcée de fibres comporte au moins un connecteur à enfichage en ledit matériau de matrice, qui est formé ou d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres, et possède des contacts électriques reliés à l’élément fonctionnel électrique de la pièce composite renforcée de fibres.
Selon le procédé conforme à l’invention, il est proposé un procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres, d’après lequel la pièce composite renforcée de fibres est fabriquée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté un matériau de matrice. De tels procédés de fabrication sont suffisamment connus d’après l’état de la technique. Ces procédés de fabrication peuvent en gros être subdivisés en deux catégories. D’une part, des matériaux à base de fibres secs sont regroupés dans un outillage de mise en forme préalable, les matériaux à base de fibres étant ensuite infiltrés par un matériau de matrice selon un processus d’infusion. D’autre part, il existe la possibilité d’introduire des matériaux à base de fibres pré-imprégnés (appelés prépregs) dans l’outillage de mise en forme préalable. Pour la suite de la fabrication de la pièce composite renforcée de fibres, on procède ensuite au durcissement du matériau de matrice au cours d’une étape du processus, par sollicitation en température et, le cas échéant, en pression, d’où résulte une liaison d’un seul tenant du matériau de matrice avec le matériau à base de fibres.
Les matériaux à base de fibres peuvent ici être toutes les formes de fibres de renfort adaptées à la fabrication de pièces composites renforcées de fibres. Il peut par exemple s’agir de matériaux du type fibres de carbone ou fibres de verre. Par matériau de matrice on entend au sens de la présente invention un système de matière plastique, comme par exemple des résines synthétiques ou des matières plastiques thermoplastiques ou thermodurcissables.
Lors de la fabrication de la pièce composite renforcée de fibres, il est ici prévu dans ou sur la pièce composite renforcée de fibres, au moins un élément fonctionnel électrique, qui peut être commandé ou lu de l’extérieur par l’intermédiaire d’une liaison électrique. De tels éléments fonctionnels peuvent par exemple être des actionneurs ou des capteurs, pouvant fournir des fonctions allant au-delà de la fonction d’utilisation normale de la pièce.
Conformément à l’invention, il est à présent proposé que sur la pièce composite renforcée de fibres soit formé, d’un seul tenant avec celle-ci, un connecteur à enfichage en ledit matériau de matrice de la pièce composite renforcée de fibres, le connecteur possédant des contacts électriques que l’on relie à l’élément fonctionnel électrique de la pièce composite renforcée de fibres.
On propose ainsi un procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres, d’après lequel on fabrique également, pendant la fabrication de la pièce composite renforcée de fibres, un connecteur agencé sur la pièce composite renforcée de fibres et formé, dans le matériau de matrice, d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres, de sorte qu’après le durcissement du matériau de matrice, le connecteur est en liaison fixe avec la pièce composite renforcée de fibres. La pièce composite renforcée de fibres et le connecteur sont ainsi fabriqués lors d’une seule et même étape de processus, par durcissement du matériau de matrice de la pièce composite renforcée de fibres et du connecteur, lors de la même étape de processus.
Par «d’un seul tenant » on entend au sens de l’invention, que le connecteur et la pièce composite renforcée de fibres sont réalisés en une seule partie ou sont fabriqués en une seule pièce, à savoir en le matériau de matrice de la pièce composite renforcée de fibres, de sorte qu’aussi bien la pièce composite renforcée de fibres que le connecteur renferment le même matériau de matrice. D’une seule pièce signifie notamment exempt de jointures, au sens de la présente invention.
Comme le connecteur est fabriqué dans le même matériau que la pièce composite renforcée de fibres, le risque d’une rupture de la liaison électrique peut être fortement réduit, parce que la liaison électrique est à présent réalisée par le connecteur sur la pièce composite renforcée de fibres. En outre, il résulte du présent procédé l’autre avantage que la pièce composite renforcée de fibres et le connecteur peuvent être fabriqués en une seule étape de fabrication, sans plus nécessiter d’autres étapes de reprise de fabrication. Il ne se produit ainsi pas de mélange de matériaux, et l’interface se situe directement sur la pièce de structure, sans nécessiter d’autres points de liaison supplémentaires, ni mécaniques, ni électriques.
Au sens de la présente invention, on entend par connecteur à enfichage notamment une fiche de connexion mâle ou femelle, adaptée à établir une liaison, par l’intermédiaire des contacts électriques du connecteur, avec l’élément fonctionnel électrique de la pièce composite renforcée de fibres. D’après un mode de réalisation avantageux, on prépare d’abord un outillage de mise en forme ayant une cavité en tant que forme négative du connecteur. Un tel outillage de mise en forme peut par exemple être réalisé en un matériau élastique, par exemple en silicone, ou comporter un tel matériau élastique. Une cavité en tant que forme négative du connecteur signifie ici que par remplissage de la cavité avec un matériau et le démoulage de l’outillage, il est possible de réaliser la forme du connecteur en soi,
La cavité de l’outillage de mise en forme est à présent remplie avec du matériau à base de fibres et avec les contacts électriques, de sorte que le connecteur réalisé ultérieurement, d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres, comporte également des fibres de renfort. Le matériau à base de fibres ainsi que le matériau de matrice et les contacts électriques forment ainsi, ultérieurement, le connecteur. Après remplissage approprié de la cavité de l’outillage de mise en forme, l’outillage de mise en forme et le matériau à base de fibres pour la fabrication de la pièce composite renforcée de fibres, sont positionnés l’un contre l’autre pour fabriquer la pièce composite renforcée de fibres d’un seul tenant avec le connecteur, par durcissement du matériau de matrice ayant été injecté dans le matériau à base de fibres de la cavité et dans le matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres.
Le matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres constitue ici une ébauche ou préforme, qui présente, au moins partiellement, la géométrie et la forme de la pièce composite renforcée de fibres à fabriquer ultérieurement. L’outillage de mise en forme, avec la cavité remplie, est positionné sur cette ébauche ou préforme, ou bien la préforme est positionnée sur la cavité remplie, de sorte que par durcissement du matériau de matrice qui a infusé aussi bien dans le matériau à base de fibres de la préforme que dans le matériau à base de fibres du connecteur, on fabrique la pièce composite renforcée de fibres d’un seul de tenant avec le connecteur. D’après un autre mode de réalisation avantageux à cet effet, on introduit dans l’outillage de mise en forme avec cavité remplie, une première partie du matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres, et pendant ce temps ou ensuite on fait passer les contacts électriques introduits dans la cavité et qui forment ultérieurement les contacts électriques du connecteur, à travers la première partie de matériau à base de fibres, par exemple en pressant précautionneusement les contacts électriques à travers la première partie de matériau à base de fibres. On relie alors les contacts électriques du connecteur traversant la première partie de matériau à base de fibres, à l’élément fonctionnel électrique, de sorte que l’élément fonctionnel électrique puisse être alimenté ou sollicité par l’intermédiaire des contacts électriques.
Ensuite, l’outillage de mise en forme, en commun avec la cavité remplie et la première partie de matériau à base de fibres y ayant été introduite, est positionné contre une deuxième partie de matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres, pour fabriquer la pièce composite renforcée de fibres d’un seul tenant avec le connecteur, il est ainsi possible de placer d’une part la cavité remplie, en commun avec la première partie de matériau à base de fibres, sur la deuxième partie de matériau à base de fibres, qui a été placée dans un autre outillage de mise en forme, en formant ainsi la pièce composite renforcée de fibres constituée de la première partie de matériau à base de fibres et de la deuxième partie de matériau à base de fibres, et sur laquelle est formé d’un seul tenant le connecteur. II est également envisageable que l’outillage de mise en forme préparé soit conçu de façon qu’on puisse également y introduire la deuxième partie de matériau à base de fibres, en permettant de fabriquer ainsi complètement, selon un mode par couches successives, le connecteur et la pièce composite renforcée de fibres.
Pour pouvoir intégrer de manière appropriée l’élément fonctionnel électrique dans la pièce composite renforcée de fibres, il s’avère particulièrement avantageux qu’après la première partie de matériau à base de fibres et la liaison des contacts électriques avec l’élément fonctionnel électrique, on dispose l’élément fonctionnel électrique entre la première partie de matériau à base de fibres et la deuxième partie de matériau à base de fibres, de façon qu’il soit fermement noyé ou encastré entre la première partie et la deuxième partie. L’élément fonctionnel électrique peut alors être sollicité ou alimenté électriquement à l’intérieur de la pièce composite renforcée de fibres, par l’intermédiaire du connecteur qui y est formé d’un seul tenant. D’après un autre mode de réalisation avantageux, l’outillage de mise en forme préparé possède une cavité de compensation, qui est en liaison de communication avec la cavité de la forme négative du connecteur. Des inclusions d’air dans la cavité réalisée sous forme négative du connecteur, peuvent ainsi s’esquiver pendant le processus de fabrication, au lieu de se retrouver dans le produit à fabriquer.
Ainsi, il est par exemple envisageable, qu’après fabrication de l’ébauche constituée de la première partie de matériau à base de fibres et de la deuxième partie de matériau à base de fibres ainsi que du connecteur, d’injecter un matériau de matrice dans le matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres, le matériau de matrice infusant alors également dans le matériau à base de fibres du connecteur dans l’outillage de mise en forme. Les inclusions d’air contenues dans le matériau à base de fibres du connecteur sont alors refoulées dans la cavité de compensation, de sorte que ces inclusions d’air ne dévalorisent pas qualitativement la pièce ainsi fabriquée.
Selon un mode de réalisation avantageux, le matériau à base de fibres du connecteur peut être un matériau à base de fibres de verre.
Selon un mode de réalisation avantageux, dans le matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres et du connecteur, est injecté un matériau de matrice, notamment une résine de matrice, selon un procédé par infusion. Cela peut par exemple se faire selon le processus d’infusion sous vide classique, où le matériau à base de fibres est soumis à un vide avant l’injection du matériau de matrice. On peut également envisager une assistance au processus de fabrication dans un autoclave.
La pièce composite renforcée de fibres selon l’invention est réalisée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté un matériau de matrice, et comporte au moins un élément fonctionnel électrique, qui peut être commandé ou lu, c’est-à-dire sollicité, de l’extérieur, à l’aide d’une liaison électrique. Conformément à l’invention, la pièce composite renforcée de fibres est caractérisée en ce qu’il est prévu au moins un connecteur à enfichage en ledit matériau de matrice, qui est formé d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres, et possède des contacts électriques reliés à l’élément fonctionnel électrique de la pièce composite renforcée de fibres.
Dans un mode de réalisation avantageux, le connecteur réalisé en matériau de matrice, d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres, comprend un matériau à base de fibres, notamment un matériau à base de fibres de verre. L’invention va être explicitée de manière plus détaillée, à titre d’exemple, au regard de la figure annexée qui représente :
Figure 1 représentation schématique du montage pour fabriquer la pièce composite renforcée de fibres selon l’invention.
La figure 1 montre schématiquement le montage complet pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres comportant des connecteurs à enfichage réalisés d’un seul tenant avec celle-ci, tel que mis en oeuvre conformément au procédé de fabrication de la pièce composite renforcée de fibres.
On prépare d’abord un outillage de mise en forme 1, comportant une cavité 2 présentant la forme négative du connecteur 3 à fabriquer.
Pour améliorer la manipulation, l’outillage de mise en forme 1 est d’abord positionné sur la tête (non représenté), de sorte que la cavité 2 soit dirigée vers le haut. Ensuite, on introduit dans la cavité les matériaux à base de fibres 4 qui vont former le connecteur 3, ainsi que les contacts électriques 5 nécessaires à la liaison électrique. La cavité 2 ainsi remplie comporte donc le matériau à base de fibres 4 nécessaire au connecteur 3, ainsi que les contacts électriques 5 pour la liaison électrique.
Ensuite, on applique sur cet outillage de mise en forme 1 une première partie de matériau à base de fibres 6, et l’on fait traverser aux contacts électriques la première partie de matériau à base de fibres 6. L’outillage de mise en forme 1 entre ainsi en contact, au niveau d’une surface d’outillage 7, avec la première partie de matériau à base de fibres 6 et est ainsi positionné de manière appropriée par rapport au matériau à base de fibres 4 du connecteur 3. Le matériau à base de fibres 4 du connecteur 3, ainsi que la première partie de matériau à base de fibres 6, sont ainsi en liaison de communication de telle façon qu’une matrice de résine infiltrée dans le matériau à base de fibres 6 puisse également infiltrer le matériau à base de fibres 4 du connecteur 3.
Lors de l’étape suivante, les contacts électriques 4 sont reliés à l’élément fonctionnel électrique 8, de sorte que l’élément fonctionnel électrique 8 est en mesure d’être sollicité par l’intermédiaire des contacts électriques 5.
Ensuite, on pose sur une seconde partie de matériau à base de fibres 9 la demi-ébauche ainsi fabriquée comprenant le matériau à base de fibres 4 du connecteur 3 et la première partie de matériau à base de fibres 6 ainsi que l’élément fonctionnel électrique 8 en commun avec l’outillage de mise en forme 1, de sorte que l’on obtient la structure représentée sur la figure 1. L’élément fonctionnel électrique 8 est ainsi encastré entre la première partie de matériau à base de fibres 6 et la deuxième partie de matériau à base de fibres 9, et est connecté électriquement aux contacts électriques 5. La première partie de matériau à base de fibres 6 et la deuxième partie de matériau à base de fibres 9 constituent ainsi la forme et la géométrie de la pièce composite renforcée de fibres à fabriquer ultérieurement, tandis que le matériau à base de fibres 4 forme le connecteur 3 prévu sur la pièce composite renforcée de fibres.
Après fabrication de la structure montrée sur la figure 1, le matériau à base de fibres 4, 6 et 9 est infiltré par un matériau de matrice 10, par le fait que par exemple le matériau de matrice 10 est injecté ou infusé sous pression dans la première et la deuxième partie de matériau à base de fibres 6 et 9 à l’aide de procédés d’infusion connus. Ce matériau de matrice 10 s’infiltre à cette occasion également dans le matériau à base de fibres 4 du connecteur 3, de sorte que le connecteur est également fabriqué à partir du matériau de matrice, d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres. Le connecteur 3 n’est donc rapporté, ni par collage, ni par moulage ultérieur, mais est au contraire réalisé dans le même matériau 10 que celui de la pièce composite renforcée de fibres, d’un seul tenant avec celle-ci.
Pour éviter des inclusions d’air dans la cavité 2 pendant l’infiltration du matériau de matrice 10, l’outillage de mise en forme 1 comporte une cavité de compensation 11, qui est en liaison de communication avec la cavité 2 par l’intermédiaire de petites tubulures 12. Si à présent un matériau de matrice 10 est pressé ou refoulé dans le matériau à base de fibres 4 de la cavité 2, des inclusions d’air sont refoulées, par l’intermédiaire des petites tubulures 12 dans la cavité de compensation 11 en permettant ainsi d’éviter des sites défectueux dans la pièce. L’infiltration du matériau de matrice 10 peut ici se faire frontalement comme montré sur la figure 1, ou bien le matériau de matrice peut être introduit dans le matériau à base de fibres par d’autres chemins d’infusion, par exemple par l’intermédiaire de la surface au moyen d’aides à l’écoulement. L’allure du front d’écoulement n’est pratiquement pas influencée en raison du très faible volume de la cavité 4. Après le durcissement et le démoulage, le connecteur peut être utilisé immédiatement, sans reprise d’usinage ou de traitement. Les inventeurs ont constaté que l’on ne trouvait aucune trace ou aucun résidu de résine sur les fiches de contact après le démoulage de l’outillage de mise en forme. L’outillage de mise en forme 1 peut par exemple également reproduire dans la cavité 2, un filetage pour des vis de fixation, ce qui dispense de l’usiner ultérieurement au cours d’une étape de processus supplémentaire.
Une pièce composite renforcée de fibres fabriquée de la sorte peut par exemple être utilisée dans la surveillance de la santé des structures, qui permet de surveiller des pièces au moyen de capteurs appropriés en guise d’éléments fonctionnels électriques 8. Des cas d’application sont ici notamment des pièces de l’aéronautique, mais également des composants du domaine de l’énergie éolienne et du secteur des véhicules. De plus, à l’aide d’actionneurs intégrés en guise d’éléments fonctionnels électriques 8, ceux-ci peuvent être utilisés pour la réduction active du bruit. Une autre application est le chauffage électrothermique intégré, de pièces de structure, pour la protection contre le givrage ou pour le dégivrage.
Nomenclature des repères 1 Outillage de mise en forme 2 Cavité 3 Connecteur à enfichage 4 Matériau à base de fibres du connecteur 5 Contacts électriques 6 Première partie de matériau à base de fibres 7 Surface d’outillage 8 Elément fonctionnel électrique 9 Deuxième partie de matériau à base de fibres 10 Matériau de matrice 11 Cavité de compensation 12 Tubulure

Claims (6)

  1. Revendications
    1. Procédé pour fabriquer une pièce composite renforcée de fibres, d’après lequel la pièce composite renforcée de fibres est fabriquée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté un matériau de matrice (10), au moins un élément fonctionnel électrique (8) étant prévu dans ou sur la pièce composite renforcée de fibres, et pouvant être commandé ou lu de l’extérieur à l’aide d’une liaison électrique, caractérisé en ce que sur la pièce composite renforcée de fibres est constitué d’un seul tenant avec celle-ci, un connecteur à enfichage (3) en ledit matériau de matrice de la pièce composite renforcée de fibres, le connecteur possédant des contacts électriques (5) que l’on relie à l’élément fonctionnel électrique (8) de la pièce composite renforcée de fibres, procédé dans lequel on prépare un outillage de mise en forme (1) ayant une cavité (2) en tant que forme négative du connecteur (3), du matériau à base de fibres et des contacts électriques (5) étant introduits dans la cavité de l’outillage de mise en forme pour former ultérieurement le connecteur, puis on positionne l’un contre l’autre l’outillage de mise en forme avec la cavité remplie et le matériau à base de fibres pour la fabrication de la pièce composite renforcée de fibres, pour fabriquer la pièce composite renforcée de fibres d’un seul tenant avec le connecteur, par durcissement du matériau de matrice (10) ayant été injecté dans le matériau à base de fibres de la cavité et dans le matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres et en ce que pour ledit positionnement l’un contre l’autre on introduit dans l’outillage de mise en forme (1) avec cavité (2) remplie, une première partie du matériau à base de fibres de la pièce composite renforcée de fibres, on fait passer à travers la première partie de matériau à base de fibres (6) les contacts électriques (5) introduits dans la cavité et on les relie à l’élément fonctionnel électrique (8), puis on positionne l’outillage de mise en forme, en commun avec la cavité remplie et la première partie de matériau à base de fibres qui y a été introduite, et une deuxième partie de matériau à base de fibres (9) de la pièce composite renforcée de fibres, pour fabriquer la pièce composite renforcée de fibres d’un seul tenant avec le connecteur.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on dispose l’élément fonctionnel électrique (8) entre la première partie de matériau à base de fibres (6) et la deuxième partie de matériau à base de fibres (9).
  3. 3. Procédé selon la revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’on prépare un outillage de mise en forme (1) possédant une cavité de compensation (11), qui est en liaison de communication avec la cavité de la forme négative du connecteur, de sorte que des inclusions d’air dans le matériau à base de fibres peuvent être absorbées par la cavité de compensation.
  4. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur est réalisé en un matériau à base de fibres de verre dans lequel a été injecté le matériau de matrice.
  5. 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de matrice est injecté dans le matériau à base de fibres par un procédé d’infusion.
  6. 6. Pièce composite renforcée de fibre, qui est fabriquée en un matériau à base de fibres dans lequel a été injecté ou infusé un matériau de matrice (10), et comporte au moins un élément fonctionnel électrique (8) pouvant être commandé ou lu de l’extérieur à l’aide d’une liaison électrique, caractérisée en ce que la pièce composite renforcée de fibres comporte au moins un connecteur à enfichage (3) en ledit matériau de matrice, qui est formé d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres, et possède des contacts électriques (5) reliés à l’élément fonctionnel électrique (8) de la pièce composite renforcée de fibres, et en ce que le connecteur (3) réalisé en matériau de matrice d’un seul tenant avec la pièce composite renforcée de fibres comprend un matériau à base de fibres, notamment un matériau à base de fibres de verre.
FR1558226A 2014-09-09 2015-09-04 Piece composite renforcee de fibres et procede pour fabriquer une piece composite renforcee de fibres Active FR3025452B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014112951.2 2014-09-09
DE102014112951.2A DE102014112951B4 (de) 2014-09-09 2014-09-09 Faserverbundbauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3025452A1 FR3025452A1 (fr) 2016-03-11
FR3025452B1 true FR3025452B1 (fr) 2019-09-27

Family

ID=55358316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1558226A Active FR3025452B1 (fr) 2014-09-09 2015-09-04 Piece composite renforcee de fibres et procede pour fabriquer une piece composite renforcee de fibres

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014112951B4 (fr)
FR (1) FR3025452B1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018133308A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeugbauteil mit Faserverbundwerkstoff
DE102020105103A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steckverbinder in einem Faserverbundbauteil

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008137671A1 (fr) * 2007-05-02 2008-11-13 Mag Industrial Automation Systems, Llc Procédé pour fabriquer un panneau de soubassement composite
DE102007057934A1 (de) * 2007-12-01 2009-06-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines auf zumindest einer Fläche kunststoffbeschichteten metallischen Bauteils
DE102010019666A1 (de) * 2010-04-28 2011-11-03 Technische Universität Dresden Aktorisches, sensorisches und/oder generatorisches Faserverbundbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102012110307B4 (de) * 2012-10-29 2020-01-23 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren zur Herstellung von Verbundmaterial-Bauteilen aus Kunststoff durch Hochdruck-Harztransferpressen und zugehöriges Hochdruck-Harztransferpressen-Werkzeug
DE202012104156U1 (de) * 2012-10-30 2013-11-05 Karlsruher Institut für Technologie Innovationsmanagement Piezofederelement
DE102012025519B4 (de) * 2012-12-21 2014-07-03 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von elektrisch kontaktierbaren Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen und zugehöriges Rotorsystem mit solchen Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteilen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014112951A1 (de) 2016-03-10
FR3025452A1 (fr) 2016-03-11
DE102014112951B4 (de) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2053255B1 (fr) Dispositif structural d'amélioration de la tenue d'une structure aux dilatations en température
JP6408851B2 (ja) ボールジョイント
JP2007076638A (ja) インサートを有する複合材料製自転車用部品およびその製造方法
FR3025452B1 (fr) Piece composite renforcee de fibres et procede pour fabriquer une piece composite renforcee de fibres
FR3006726A1 (fr) Bielle, son procede de fabrication et structure de plancher aeronautique l'incorporant.
US20160347029A1 (en) Material composite
FR3004887A1 (fr) Appareil de controle electronique pour vehicule avec surmoulage et methode de fabrication associee
FR3086331A1 (fr) Suspente d’echappement renforcee, et procede de fabrication de celle-ci
EP3126126B1 (fr) Procédé et installation de réalisation d'une pièce en matériau composite
FR3009241A1 (fr) Pedale d'actionnement, notamment pour un vehicule automobile
EP2371515A1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce structurelle de véhicule automobile par surmoulage
FR2459398A1 (fr) Procede d'assujettissement de tiges en materiau isolant dans des ferrures d'accrochage et dispositif pour sa realisation
EP3354438B1 (fr) Procédé de production d'une pièce
EP3421350B1 (fr) Assemblage entre un chassis et un element annexe, aeronef comportant un tel assemblage et procedes de solidarisation et de desolidarisation d'un tel assemblage
FR2862559A1 (fr) Bras de suspension d'essieu pour vehicule automobile et un procede de fabrication
FR3105074A1 (fr) Outillage et procede pour la fabrication d’une piece aeronautique en materiau composite
EP2065710A2 (fr) Dispositif de détection de rotation et son procédé de fabrication
FR3087510A1 (fr) Unité bague extérieure de roulement à collerette
FR2885632A1 (fr) Pene surmoule pour antivol de direction et son procede de fabrication
EP2594375B1 (fr) Procédé de désassemblage de deux éléments soudés par ultrason et élément apte à être soudé par ultrason à un autre élément permettant la mise en oeuvre dudit procédé
FR3083160A1 (fr) Procede de realisation d’un embout de fixation dans un materiau composite
WO2023169994A1 (fr) Connecteur de liaison destine a lier entre eux des premier et second elements d'un ouvrage
EP1806165B1 (fr) Procédé de fabrication d'une planche de glisse présentant un élément rigide rapporté sur sa face supérieure
JP2010203526A (ja) 弾性ブッシュ
EP3150416B1 (fr) Ensemble pour face avant de vehicule et vehicule equipe d'un tel ensemble

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20180209

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9