FR3035020A1 - MOLD AND METHOD FOR MANUFACTURING PARTS BY RESIN TRANSFER MOLDING - Google Patents
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Abstract
Ce moule de fabrication de pièces par moulage par transfert de résine, du type comportant un outillage supérieur (3) et un outillage inférieur (2) associés à des moyens de déplacement de ceux-ci entre des positions ouverte et fermée, est caractérisé en ce que les moyens de déplacement (20) définissent une position de fermeture intermédiaire du moule facilitant l'injection et le fluage de la résine dans celui-ci avant de fermer complètement celui-ci.This mold for manufacturing parts by resin transfer molding, of the type comprising an upper tooling (3) and a lower tooling (2) associated with means for moving the latter between open and closed positions, is characterized in that the displacement means (20) define an intermediate closure position of the mold facilitating the injection and creep of the resin therein before closing the latter completely.
Description
1 Moule et procédé de fabrication de pièces par moulage par transfert de résine La présente invention concerne un moule et un procédé de fabrication de pièces par moulage par transfert de résine.The present invention relates to a mold and a method for manufacturing parts by resin transfer molding.
Le procédé de moulage par transfert de résine ou procédé RTM (pour Resin Transfert Molding en anglais) est un procédé qui permet de fabriquer des pièces en matériaux composites par moulage de résine. Ce procédé permet d'intégrer par exemple des renforts tels que des renforts fibreux ou autres dans la pièce.The resin transfer molding process or RTM (Resin Transfer Molding) process is a process for producing composite material parts by resin molding. This method makes it possible, for example, to incorporate reinforcements such as fiber reinforcements or others in the part.
En fait et de façon classique, un tel moule de fabrication comporte un moule et un contre moule, également connus sous les noms de outillage inférieur et outillage supérieur, associés à un certain nombre de moyens tels que par exemple des moyens de génération de vide entre ces deux outillages, des joints d'étanchéité et des moyens d'injection de résine.In fact and conventionally, such a manufacturing mold comprises a mold and a counter mold, also known under the names of lower tooling and upper tooling, associated with a number of means such as for example vacuum generating means between these two tools, seals and resin injection means.
Ces outillages sont également associés à des moyens de déplacement de ceux-ci entre une position d'ouverture du moule et une position de fermeture de celui-ci, dans laquelle la résine est injectée dans le moule afin que celle-ci se répartisse et polymérise dans ce moule et forme la pièce. Mais les moules actuellement proposés ne permettent pas de produire facilement des pièces composites de fortes épaisseurs et à fort taux de renfort. Par ailleurs, les deux parties d'outillage viennent en position de fermeture, se toucher dans des plages techniques calibrant ainsi l'épaisseur de la pièce fabriquée. Or, ce calibrage ou compactage compresse également les renforts fibreux présents dans le moule freinant ainsi la migration de la résine.These tools are also associated with means for moving them between an open position of the mold and a closed position thereof, in which the resin is injected into the mold so that the latter is distributed and polymerizes. in this mold and form the piece. But the currently proposed molds do not allow to easily produce composite parts of high thickness and high rate of reinforcement. Moreover, the two tooling parts come in the closed position, touching in technical ranges thus calibrating the thickness of the manufactured part. However, this calibration or compaction also compresses the fibrous reinforcements present in the mold and thus curbing the migration of the resin.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un moule de fabrication de pièces par moulage par transfert de résine, du type comportant un outillage supérieur et un outillage inférieur associés à des moyens de déplacement de ceux-ci entre des positions ouverte et fermée, caractérisé en ce que les moyens de déplacement définissent une position de fermeture intermédiaire du moule facilitant l'injection et le fluage de la résine dans celui-ci avant de fermer complètement celui-ci. Suivant d'autres caractéristiques du moule selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - les moyens définissant la position de fermeture intermédiaire comprennent des moyens à butée réglable interposés entre les deux outillages du moule ; 3035020 2 - les moyens à butée réglable comprennent une première partie associée à l'un des outillages du moule et une seconde partie escamotable portée par cette première partie et adaptée pour venir en appui contre l'autre outillage du moule lors de la fermeture de celui-ci afin de définir la position de fermeture intermédiaire ; 5 - la première partie des moyens à butée réglable est fixée sur l'outillage supérieur du moule ; - la première partie des moyens à butée réglable est associée à l'outillage inférieur du moule. Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet un procédé de 10 fabrication de pièces par moulage par transfert de résine, en mettant en oeuvre un moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type comportant un outillage supérieur et un outillage inférieur associés à des moyens de déplacement de ceux-ci entre des positions ouverte et fermée, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de fermeture intermédiaire du moule pour injecter la résine et faire fluer celle-ci dans le 15 moule, suivie d'une étape de fermeture complète de ce moule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique la structure d'un moule de fabrication 20 selon un procédé RTM de l'état de la technique, - les figures 2 et 3 illustrent des portions de ce moule respectivement en position ouverte et en position fermée, et - les figures 4 et 5 illustrent des portions de moule selon l'invention, respectivement en position intermédiaire de fermeture et d'injection de résine et en 25 position complètement fermée. On a en effet illustré sur ces figures 1, 2 et 3 et en particulier sur la figure 1, un moule de fabrication de pièces par un procédé RTM, de l'état de la technique. Ce moule est désigné par la référence générale 1 et comporte donc de façon classique, un outillage inférieur 2 et un outillage supérieur 3.The object of the invention is therefore to solve these problems. For this purpose, the subject of the invention is a mold for manufacturing parts by resin transfer molding, of the type comprising an upper tool and a lower tooling associated with means for moving the latter between open and closed positions, characterized in that the displacement means define an intermediate closure position of the mold facilitating injection and creep of the resin therein before closing the latter completely. According to other features of the mold according to the invention, taken alone or in combination: the means defining the intermediate closure position comprise means with an adjustable stop interposed between the two tools of the mold; The adjustable stop means comprise a first portion associated with one of the tooling of the mold and a second retractable part carried by this first part and adapted to come into abutment against the other tooling of the mold when closing the same. in order to define the intermediate closing position; The first part of the adjustable stop means is fixed on the upper tooling of the mold; - The first part of the adjustable stop means is associated with the lower tooling of the mold. According to another aspect, the subject of the invention is also a process for manufacturing parts by resin transfer molding, using a mold according to any one of the preceding claims, of the type comprising an upper tooling and a tooling. lower members associated with means for moving them between open and closed positions, characterized in that it comprises an intermediate closing step of the mold for injecting the resin and making it flow into the mold, followed by a step of completely closing this mold. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 schematically illustrates the structure of a mold of manufacturing 20 according to a RTM method of the state of the art, - Figures 2 and 3 illustrate portions of the mold respectively in the open position and in the closed position, and - Figures 4 and 5 illustrate mold portions according to the invention, respectively in the intermediate position of closure and resin injection and in the fully closed position. It has indeed been illustrated in these Figures 1, 2 and 3 and in particular in Figure 1, a mold for manufacturing parts by a RTM method of the state of the art. This mold is designated by the general reference 1 and therefore comprises in a conventional manner, a lower tooling 2 and an upper tooling 3.
30 De façon classique également des renforts tels que par exemple des renforts fibreux, peuvent être placés entre les deux outillages du moule. Un renfort par exemple désigné par la référence générale 4, est illustré sur cette figure 1. Des moyens de génération de vide, désignés par la référence générale 5 sur cette 35 figure 1, sont également associés par exemple à l'outillage supérieur du moule de même que les moyens d'injection de résine désignés par la référence générale 6.Conventionally also reinforcements such as for example fibrous reinforcements may be placed between the two tools of the mold. A reinforcement, for example designated by the general reference 4, is illustrated in this FIG. 1. Vacuum generating means, designated by the general reference 5 in this FIG. 1, are also associated for example with the upper tooling of the mold of FIG. same as the resin injection means designated by the general reference 6.
3035020 3 On a illustré de façon un peu plus détaillée sur les figures 2 et 3, une partie des outillages inférieur 2 et supérieur 3. On reconnait sur ces figures, par exemple une zone de réception d'un renfort fibreux d'une épaisseur déterminée, ce renfort étant désigné par exemple par la référence 5 générale 10. En 11, on a représenté un canal d'injection de résine, associé aux moyens d'injection tels que décrits précédemment. En 12 et 13, on a illustré respectivement des joints d'étanchéité, adaptés pour s'étendre entre les deux parties ou outillages du moule.3035020 3 is illustrated in a slightly more detailed in Figures 2 and 3, a portion of lower tools 2 and upper 3. In these figures, for example, a receiving zone of a fibrous reinforcement of a predetermined thickness is recognized. this reinforcing being designated for example by the general reference 10. In 11, there is shown a resin injection channel, associated with the injection means as described above. At 12 and 13, there are illustrated respectively seals, adapted to extend between the two parts or tools of the mold.
10 Enfin en 14, on a illustré un canal de liaison et de raccordement du moule aux moyens de génération de vide. Sur la figure 2, le moule est représenté en position ouverte. On notera que les moyens de déplacement des deux outillages du moule l'un par rapport à l'autre, peuvent présenter n'importe quelle structure appropriée comme par 15 exemple à vérin ou autre. En position de fermeture, les moyens de déplacement plaquent les deux outillages du moule l'un contre l'autre, ce qui provoque alors, comme cela est illustré sur la figure 3, un compactage relativement important du renfort fibreux 10. On conçoit alors que dans cette position de fermeture, on est obligé d'injecter de la 20 résine dans l'épaisseur finale de la pièce qui n'est pas forcément propice au fluage de celle-ci. Pour résoudre ces problèmes, dans le moule selon l'invention, il est prévu des moyens permettant de définir une position de fermeture intermédiaire de ce moule, permettant de faciliter l'injection de résine et le fluage de celle-ci.Finally, at 14, there is illustrated a connecting channel and connecting the mold to the vacuum generating means. In Figure 2, the mold is shown in the open position. It should be noted that the means for moving the two tools of the mold relative to one another can have any suitable structure, for example a cylinder or the like. In the closed position, the displacement means press the two tools of the mold against each other, which then causes, as illustrated in FIG. 3, a relatively large compaction of the fibrous reinforcement 10. in this closed position, it is necessary to inject the resin into the final thickness of the part which is not necessarily conducive to creep thereof. To solve these problems, in the mold according to the invention, there are provided means for defining an intermediate closure position of the mold, to facilitate the resin injection and creep thereof.
25 Cette position de fermeture intermédiaire du moule est illustrée sur la figure 4, la figure 5 illustrant la position de fermeture complète de ce moule. En fait dans la position de fermeture intermédiaire du moule, on maîtrise la fermeture de celui-ci pour obtenir un compactage moins important des renforts, afin de faciliter la migration et le fluage de la résine dans et autour des renforts fibreux, avant de 30 réaliser un compactage maximal en fermant complétement le moule. Ceci se traduit alors par un passage de l'état de moule illustré sur la figure 4, vers celui illustré sur la figure 5. On conçoit alors que sur la figure 4, en position de fermeture intermédiaire du moule, la section d'injection de la résine est augmentée.This intermediate closing position of the mold is illustrated in FIG. 4, FIG. 5 illustrating the complete closed position of this mold. In fact in the position of intermediate closure of the mold, it is controlled closing it to obtain less compaction of the reinforcements, to facilitate the migration and creep of the resin in and around the fibrous reinforcements, before achieving maximum compaction by completely closing the mold. This then results in a transition from the mold state illustrated in FIG. 4 to that illustrated in FIG. 5. It can be seen that in FIG. 4, in the intermediate closed position of the mold, the injection section of FIG. the resin is increased.
35 Au lieu de faire migrer la résine dans les renforts fibreux compactés à l'épaisseur finale souhaitée de la pièce, on laisse temporairement l'épaisseur du stratifié relativement 3035020 4 importante, pour injecter la résine plus facilement avant de fermer l'outillage à la cote voulue de la pièce et assurer un compactage optimal du renfort. Bien entendu de très nombreux modes de réalisation permettant de définir cette position de fermeture intermédiaire du moule peuvent être envisagés.Instead of migrating the resin in the compacted fibrous reinforcements to the desired final thickness of the workpiece, the thickness of the laminate is temporarily allowed to be relatively large, to inject the resin more easily before closing the tooling at the desired time. desired dimension of the part and ensure optimum compaction of the reinforcement. Of course, very many embodiments for defining this intermediate closure position of the mold can be envisaged.
5 Cette position peut par exemple être définie directement au niveau des moyens de commande du déplacement des outillages du moule l'un par rapport à l'autre. Une position intermédiaire par exemple d'un vérin de manoeuvre de ceux-ci peut ainsi être envisagée. Le procédé de fabrication de pièces par moulage par transfert de résine, mettant 10 en oeuvre un moule tel que décrit précédemment, comporte donc une étape de fermeture intermédiaire du moule pour injecter la résine et faire fluer celle-ci dans le moule, suivie d'une étape de fermeture complète de ce moule. On a illustré sur les figures 4 et 5, un autre exemple de réalisation de ces moyens. Ainsi, par exemple, sur ces figures 4 et 5, on utilise des butées réglables en 15 position pour définir cette position de fermeture intermédiaire. Ainsi, par exemple, ces butées comportent deux parties dont une première est fixée d'une façon ou d'une autre par exemple à l'outillage supérieur 3 du moule et une seconde partie est déplaçable dans cette première partie en étant par exemple télescopique dans la première.This position can for example be defined directly at the level of the means for controlling the movement of the mold tools relative to one another. An intermediate position for example of an operating cylinder thereof can be considered. The method for manufacturing resin transfer molding parts, using a mold as described above, therefore comprises an intermediate closing step of the mold for injecting the resin and making it flow into the mold, followed by a step of completely closing this mold. FIGS. 4 and 5 show another embodiment of these means. Thus, for example, in these FIGS. 4 and 5, position-adjustable stops are used to define this intermediate closure position. Thus, for example, these stops comprise two parts of which a first is fixed in one way or another for example to the upper tooling 3 of the mold and a second part is movable in this first part being for example telescopic in the first one.
20 La seconde partie est alors déplaçable entre une position en saillie par rapport à la première, permettant de définir la position de fermeture intermédiaire du moule, telle qu'illustrée sur la figure 4, et une position escamotée dans la première, telle qu'illustrée sur la figure 5, permettant de définir la position de fermeture complète du moule. Ces moyens à butée réglable sont désignés par la référence générale 20 sur ces 25 figures 4 et 5. La première partie de ceux-ci fixée sur l'outillage supérieur, est désignée par la référence générale 21, tandis que la seconde partie déplaçable dans la première, est désignée par la référence générale 22. Bien entendu la première partie de ces moyens à butée pourrait être fixée sur 30 l'autre outillage du moule, c'est-à-dire l'outillage inférieur 2. Ainsi, dans un premier temps, le moule peut être fermé grâce à la génération de vide entre les deux outillages de celui-ci. La fermeture complète peut être quant à elle, être obtenue par activation des moyens de déplacement des outillages.The second part is then movable between a position protruding from the first, making it possible to define the intermediate closed position of the mold, as illustrated in FIG. 4, and a retracted position in the first, as illustrated. in Figure 5, to define the complete closure position of the mold. These adjustable stop means are designated by the general reference numeral 20 in these figures 4 and 5. The first part of these attached to the upper tooling is designated by the general reference 21, while the second part movable in the first, is designated by the general reference 22. Of course the first part of these abutment means could be fixed on the other tooling of the mold, that is to say the lower tooling 2. Thus, in a first time, the mold can be closed through the generation of vacuum between the two tools thereof. The complete closure can be, for its part, be obtained by activating the means for moving the tools.
35 En fait, les systèmes de butée réglable en position peuvent être constitués eux- mêmes par des butées tarées et sollicitées par des ressorts tarés, permettant par 3035020 5 exemple de définir la position de fermeture intermédiaire, à l'encontre de la sollicitation créée par les moyens à vide. Ces butées s'escamotent ensuite lors de l'activation des moyens de déplacement à vérin des deux outillages du moule par exemple.In fact, the position-adjustable stop systems may themselves be constituted by calibrated abutments and biased by calibrated springs, allowing for example to define the intermediate closing position, against the stress created by the empty means. These abutments then retract during activation of the cylinder displacement means of the two tools of the mold for example.
5 Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. 10It goes without saying of course that other embodiments can be envisaged. 10
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