FR3036996A1 - Procede de preparation d'un fragment en materiau composite comprenant un film de protection - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé (S) de préparation d'un fragment (1) en matériau composite comprenant une feuille (2) en un matériau composite sur laquelle est fixé un film de protection, comprenant les étapes suivantes : - refroidir (S1) la première face (3) du fragment (1), afin de transformer au moins partiellement la matrice de la feuille (2) s'étendant à l'interface (6) entre la première face (3) et le film de protection (5) en solide cristallin de sorte à réduire la force d'adhérence entre le film de protection (5) et ladite première face (3), et - retirer (S2) le film de protection (5) en appliquant une contrainte sur le film de protection (5) pour séparer ledit film de protection (5) de la feuille (2).
Description
1 DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le domaine des matériaux composites comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice, de préférence une matrice polymère. L'invention trouve notamment application dans la transformation de tels matériaux composites et dans l'utilisation automatisée de rebuts de matériaux composites. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les matériaux composites suscitent un intérêt croissant de la part de nombreux secteurs industriels et leur emploi tend à se généraliser, en particulier dans le secteur de l'aéronautique. Par matériau composite, on comprendra ici un matériau comprenant renfort fibreux densifié par une matrice, de préférence une matrice polymère. La matrice polymère est pré-imprégnée et non polymérisée.
Ces matériaux composites sont généralement commercialisés sous forme de nappes de grande dimension (généralement de l'ordre de 500 cm x 1000 cm x 1200 cm), formées d'une feuille en matériau composite non polymérisé présentant deux faces opposées recouvertes d'un film de protection, ou séparateur. Ce film de protection peut notamment comprendre un film avec ou sans perforations en polyéthylène modifié du type C-polyéthylène présentant une épaisseur de quelques microns, typiquement de vingt-cinq microns. Des exemples de film de protection sont commercialisés sous les dénominations P1 ELA 20 ou P3 ELA 20.
Ce film de protection permet le transport et le stockage des nappes de matériau composite non polymérisé. Les nappes de matériau composites sont souvent découpées de sorte que leurs bords forment un angle précis avec la direction d'orientation des fibres afin d'optimiser la tenue mécanique de la pièce fabriquée dans le matériau composite. Typiquement, dans le secteur de l'aéronautique, un grand nombre de pièce sont réalisées en plaçant les fibres à 45°, ce qui 3036996 2 nécessite de découper la nappe de matériau composite et génère ainsi une grande quantité de rebuts de fabrication en matériau composite préimprégné et non polymérisé. Ces rebuts ne peuvent cependant pas être réutilisés pour la 5 réalisation d'autres pièces en raison de leur taille souvent trop petite, en particulier dans le secteur aéronautique, et de la difficulté de les stocker. Ainsi, au coût d'achat déjà élevé des nappes de matériau composite s'ajoute le coût lié à la destruction des rebuts de fabrication. On notera de plus que les méthodes de destructions actuelles sont peu écologiques 10 (enfouissage des rebuts, incinération, etc.). Il a déjà été proposé d'utiliser des fragments de nappes de matériau composite afin de réaliser des pièces. On pourra notamment se référer aux documents EP 0 916 477 et EP 2 617 556, qui proposent des procédés de 15 fabrication de pièces au cours desquels des nappes de matériau composite non polymérisé sont découpées afin d'obtenir des fragments de petite taille qui sont placés sur un support puis polymérisés en vue d'obtenir la pièce désirée. Il pourrait être intéressant d'appliquer ces procédés à des rebuts de 20 nappes en matériau composite, afin de réduire la quantité de matériau composite gâchée et d'éviter les coûts liés à leur destruction. Toutefois, autant il est relativement aisé et rapide de retirer un film de protection d'une grande nappe avant ou après découpe de grands fragments, autant il s'avère difficile, long et laborieux de retirer une pluralité de films protecteurs 25 d'une pluralité de fragments. Cette difficulté est encore accrue en raison de l'importante pégosité (« tack » en terminologie anglosaxonne) des films protecteurs conventionnels. Ces procédés sont donc difficilement applicables à l'échelle industrielle à des rebuts de nappes de matériau composite.
30 3036996 3 RESUME DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est donc de proposer un procédé de préparation d'un fragment en matériau composite non polymérisé permettant de retirer de façon simple, rapide et éventuellement automatisée 5 un film de protection du fragment quelle que soit sa forme ou ses dimensions. Le procédé pourra avantageusement s'appliquer à des rebuts d'une nappe de matériau composite comme à une nappe de matériau composite ou à des fragments obtenus à partir d'une telle nappe.
10 Pour cela, l'invention propose un procédé de préparation d'un fragment en matériau composite, dans lequel le fragment en matériau composite comprend : - une feuille présentant une première face et une deuxième face, opposée à la première face, ladite feuille comprenant un matériau 15 composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère non polymérisée, et - un film de protection, fixé sur la première face de la feuille, la première face de la feuille présentant une certaine pégosité qui génère une force d'adhérence prédéfinie avec la première face de la feuille.
20 Ce procédé de préparation comprend : - une étape de refroidissement de la première face du fragment configurée pour transformer au moins partiellement la matrice de la feuille s'étendant à l'interface entre la première face et le film de protection en solide cristallin, de sorte à réduire la force d'adhérence entre le film de 25 protection et ladite première face, et - une étape de retrait du film de protection, au cours de laquelle une contrainte est appliquée sur le film de protection pour séparer ledit film de protection de la première face de la feuille.
30 Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du procédé de préparation décrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : 3036996 4 - une température de la première face du fragment au moment du retrait du film de protection est inférieure à 5°C, de préférence inférieure à 0°C, par exemple entre -20°C et 0°C, - la première face de la feuille est refroidie par congélation du 5 fragment, - la première face de la feuille est refroidie en appliquant un gaz comprimé sur la première face de la feuille, - la première face de la feuille est refroidie par pulvérisation d'azote liquide sur la première face de la feuille, 10 - l'étape de retrait du film de protection comprend l'une au moins des sous-étapes suivantes : application d'une dépression sur le film de protection, frottement du film de protection, fixation sur le film de protection d'un support intégrant un adhésif ayant une pégosité configurée de sorte qu'une force d'adhérence entre l'adhésif et le film de protection soit 15 supérieure à la force d'adhérence prédéfinie entre le film de protection et la première face de la feuille après l'étape de refroidissement, et application d'une force de traction sur le support supérieur à la force d'adhérence entre l'adhésif et le film de protection, et/ou fixation d'au moins une attache sur le film de protection et application d'une force de traction supérieure à la force zo d'adhérence prédéfinie sur l'au moins une attache. - le fragment comprend en outre un film de protection supplémentaire sur la deuxième face de la feuille, et les étapes de refroidissement et de retrait du procédé sont appliquées sur chacun des films de protection, et - le procédé comprend en outre une étape d'inspection de la première 25 face de la feuille afin de vérifier que l'intégralité du film de protection a été retirée. Selon un deuxième aspect, l'invention propose également un procédé de fabrication d'une pièce à partir d'au moins deux fragments en 30 matériau composite comprenant : - une feuille présentant une première face et une deuxième face, opposée à la première face, ladite feuille comprenant un matériau 3036996 5 composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère non polymérisée, et - un film de protection, fixé sur la première face de la feuille, ladite première face de la feuille présentant une certaine pégosité qui 5 génère une force d'adhérence prédéfinie avec la première face de la feuille. Le procédé de fabrication comprend par ailleurs une étape préalable de préparation de chaque fragment en matériau composite suivant un procédé de préparation comme décrit ci-dessus.
10 Selon un troisième aspect, l'invention propose un dispositif de préparation d'un fragment en matériau composite, dans lequel le fragment en matériau composite comprend : - une feuille présentant une première face et une deuxième face, opposée à la première face, ladite feuille comprenant un matériau 15 composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère non polymérisée, et - un film de protection, fixé sur la première face de la feuille, la première face de la feuille présentant une certaine pégosité qui génère une force d'adhérence prédéfinie avec la première face de la feuille.
20 Le dispositif de préparation comprend : - un dispositif de refroidissement, configuré pour transformer au moins partiellement la matrice de la feuille s'étendant à l'interface entre la première face et le film de protection en solide cristallin, de sorte à réduire la force d'adhérence entre le film de protection et ladite première face, et 25 - un dispositif de retrait du film de protection, configuré pour appliquer une contrainte sur le film de protection pour séparer ledit film de protection de la première face de la feuille. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du dispositif 30 de préparation décrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : 3036996 6 - le dispositif de retrait comprend l'un au moins des dispositifs suivants : un laminoir comprenant au moins un cylindre équipé d'un système d'aspiration, et/ou un laminoir comprenant au moins un cylindre équipé d'un adhésif ayant une pégosité configurée de sorte qu'une force 5 d'adhérence entre l'adhésif et le film de protection soit supérieure à la force d'adhérence prédéfinie entre le film de protection et la première face de la feuille après l'étape de refroidissement, et/ou une table à dépression, - le dispositif de retrait comprend un laminoir comportant deux cylindres en regard, chaque cylindre étant équipé d'un système d'aspiration, Io - le dispositif de préparation comprend en outre un dispositif d'inspection de la première face de la feuille, en aval du dispositif de retrait, et - le fragment comprend en outre un film de protection supplémentaire fixé sur la deuxième face de la feuille et présentant une force d'adhérence 15 entre le film de protection supplémentaire et la deuxième face de la feuille sensiblement égale à la force d'adhérence prédéfinie, et le dispositif de retrait est en outre configuré pour retirer le film de protection supplémentaire.
20 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : 25 La figure 1 est un organigramme illustrant des étapes d'un exemple de réalisation du procédé de préparation d'un fragment en matériau composite conforme à l'invention, et Les figures 2 à 4 illustrent schématiquement trois modes de réalisation d'un dispositif de préparation d'un fragment en matériau 30 composite conforme à l'invention.
3036996 7 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Un procédé de préparation d'un fragment 1 en matériau composite conforme à l'invention va à présent être décrit. Ce procédé S s'applique à tout type de fragment 1 en matériau 5 composite, quelle que soit son origine (rebut d'une nappe en matériau composite ou nappe en matériau composite découpée pour obtenir un fragment 1) ou ses dimensions. Le fragment 1 comprend une feuille 2 en matériau composite présentant une première face 3 et une deuxième face 4, opposée à la 10 première face 3, et un film de protection 5, fixé sur la première face 3 de la feuille 2. Dans une variante de réalisation, le fragment 1 comprend en outre un film de protection 5 supplémentaire fixé sur la deuxième face 4 de la feuille 2. Les films de protection peuvent être identiques. Le matériau composite formant le fragment 1 peut être du type 15 préimprégné comprenant tout type de renfort fibreux et tout type de matrice polymère. Le renfort fibreux peut notamment comprendre tout type de fibres, par exemple des fibres à base de carbone, de verre, d'aramide, de carbure de silicium, en polyester, ou encore des fibres végétales. Les fibres peuvent 20 être longues, courtes ou comprendre des particules. Elles peuvent être unidirectionnelles ou tissées. La matrice polymère est non polymérisée et peut comprendre un polymère thermodurcissable, tel qu'une résine polyester insaturé, époxyde, vinylester, phénolique, polyimide, etc. ou un polymère thermoplastique, tel 25 que du polypropylène, du polyéthylène, du polyétherimide, etc. La feuille 2 étant réalisée dans un matériau composite dont la matrice n'est pas polymérisée, ses faces 3, 4 présentent une certaine pégosité qui génère une force d'adhérence prédéfinie avec le film de protection 5. Par ailleurs, le film de protection 5 peut être un film avec ou sans 30 perforations en polyéthylène modifié du type C-polyéthylène, tel qu'un film P1 ELA 20 ou P3 ELA 20, comme décrit en partie introductive, ou un film en papier.
3036996 8 Dans ce qui suit, l'invention sera décrite dans le cas d'un fragment 1 comprenant une feuille 2 en matériau composite comportant, sur sa première face 3 uniquement, un film de protection 5. Ceci n'est cependant 5 pas limitatif, l'invention s'appliquant mutatis mutandis à des fragments 1 comportant un film de protection 5 sur chacune de ses faces 3, 4. Afin de préparer le fragment 1 de matériau composite, par exemple en vue de son utilisation ultérieure dans un procédé S de fabrication d'une 10 pièce à partir de fragments 1 de matériau composite ou d'un procédé S de recyclage de rebuts de matériau composite, le procédé S selon l'invention propose de refroidir la première face 3 du fragment 1 pour transformer au moins partiellement la matrice de la feuille 2 s'étendant à l'interface 6 entre la première face 3 et le film de protection 5 en solide cristallin. Ce 15 refroidissement S1 permet ainsi de réduire la force d'adhérence entre le film de protection 5 et ladite première face 3 et de permettre un retrait S2 simple et rapide du film de protection 5. La solidification au moins partielle de la matrice permet de réduire la force d'adhérence entre le film de protection 5 et la première face 3 de la 20 feuille 2 en réduisant sa viscosité, sans pour autant risquer d'abîmer le matériau composite constituant la feuille 2, en réduisant sa pégosité au niveau de son interface 6 avec le film de protection 5. On notera que la pégosité de la matrice pourrait également être réduite en faisant chauffer le fragment 1 afin d'augmenter sa viscosité : toutefois, un tel chauffage risque 25 fortement de polymériser la matrice et donc de rendre inutilisable le fragment 1 de matériau composite. De plus, un chauffage nécessiterait d'adapter systématiquement le procédé de préparation au type de matériau composite utilisé afin d'éviter les risques de polymérisation de la matrice, alors que l'étape de refroidissement peut être appliquée à des températures 30 qui sont supportées par toutes les matrices polymères. Dans le cas où le refroidissement S1 est effectué de manière égale sur l'intégralité de la surface de la première face 3 de la feuille 2, toute la 3036996 9 matrice à l'interface 6 de la première face 3 et du film de protection 5 est transformée en phase solide cristalline. Afin de solidifier la matrice, la première face 3 du fragment 1 peut 5 être refroidie à une température inférieure ou égale à 5°C, de préférence inférieure ou égale à 0°C, par exemple entre -6°C et -20°C. La solidification peut être obtenue en refroidissant le fragment 1 dans un congélateur (ou tout autre dispositif équivalent de refroidissement à l'air), capable d'abaisser la température de la première face 3 du fragment 1 10 jusqu'à la température voulue, par exemple entre -6°C et -20°C. En variante, l'étape de refroidissement S1 peut être mise en oeuvre en appliquant un gaz comprimé sur la première face 3 de la feuille 2 à l'aide d'un dispositif 10 d'application d'un gaz. Typiquement, la première face 3 du 15 fragment 1 peut être refroidie en pulvérisant de l'azote liquide sur ladite première face 3. Dans cette variante de réalisation, le changement de température à l'interface 6 entre le film de protection 5 et la première face 3 est très rapide, ce qui provoque une rétractation différentielle de la matrice et du film de 20 protection 5 au niveau de cette interface 6. Ainsi, sous l'effet du changement rapide de température, la matrice de la feuille 2 et le film de protection 5 se rétractent à des vitesses et suivant des pourcentages de rétractation différents, ce qui a pour effet de faire "cloquer" le film de protection 5, c'est-à-dire à séparer localement le film de protection 5 et la 25 première face 3 de la feuille 2. Ce cloquage permet ainsi de faciliter encore la séparation du film de protection 5 de la première face 3 de la feuille 2 lors de l'étape de retrait S2. L'étape de retrait S2 peut être réalisée par tout dispositif 20 30 susceptible d'appliquer une contrainte sur le film de protection 5 supérieure à la force d'adhérence entre le film de protection 5 et la première face 3 de la feuille 2, après refroidissement S1 de celle-ci.
3036996 10 De préférence, l'étape de retrait S2 est mise en oeuvre dans les moments qui suivent l'étape de refroidissement S1, tant que la matrice à l'interface 6 entre la première face 3 et le film de protection 5 est encore en phase solide cristalline. Par exemple, l'étape de retrait S2 peut être 5 démarrée dans les secondes ou dans les minutes qui suivent l'étape de refroidissement S1. Dans le cas où le refroidissement S1 est effectué par pulvérisation d'azote liquide sur toute la surface de la première face 3 de la feuille 2, la 10 matrice s'étendant à l'interface 6 de la première face 3 et du film de protection 5 passe en phase solide cristalline, de sorte que la pégosité de la première face 3 de la feuille 2 devient sensiblement nulle et qu'une très faible contrainte suffit pour séparer le film de protection 5 de la feuille 2. Typiquement, dans cet exemple de réalisation, il suffit qu'un opérateur 15 passe la main sur le film de protection 5 pour que celui-ci se détache et glisse sur la première face 3 de la feuille 2. On notera que la force d'adhérence après l'étape de refroidissement S1 est difficile à quantifier de manière générale, dans la mesure où elle dépend de la température de la première face 3 après l'étape de 20 refroidissement S1, de la matrice de la feuille 2, du type de film de protection 5, etc. Toutefois, l'effort minimal à appliquer lors du retrait peut être aisément mesuré par un homme du métier, par exemple à l'aide d'un dynamomètre. Par exemple, pour un fragment 1 de forme carrée présentant un côté 25 de 50 mm, réalisé dans un matériau composite comprenant un renfort fibreux à base de fibres de carbone qui est densifié par une matrice epoxy (résine de référence 914/8552/EH25, verre epoxy et carbone BMI), sur lequel est fixé un film de protection, la force d'adhérence (mesurée avec un dynamomètre 100 N de marque CHATILLON]) avant l'étape de 30 refroidissement S1 au niveau de l'intersection des diagonales du carré (délimitant le fragment 1) est d'une dizaine de Newton. En revanche, après l'étape de refroidissement S1, réalisée ici par congélation à une 3036996 11 température de - 6°C, la pégosité de la première face 3 de la feuille 2 devient sensiblement nulle de sorte qu'une très faible contrainte suffit pour séparer le film de protection 5 de la feuille 2. Typiquement, comme pour la pulvérisation d'azote liquide, il suffit qu'un opérateur passe la main sur le 5 film de protection 5 pour que celui-ci se détache et glisse sur la première face 3 de la feuille 2. Dans un premier mode de réalisation illustré en figure 2, l'étape de retrait S2 peut être mise en oeuvre par application d'une dépression sur le Io film de protection 5 et/ou sur la deuxième face 4 de la feuille 2. Par exemple, la dépression peut être réalisée à l'aide d'un laminoir 20 comprenant deux cylindres 22 montés à rotation sur des axes de pivotement s'étendant sensiblement parallèlement et en regard, chaque cylindre 22 étant muni d'un système d'aspiration (vide/venturi) configuré 15 pour appliquer une force pneumatique sur l'une des faces 3, 4 du fragment 1 et permettre ainsi la séparation du film de protection 5 et de la feuille 2. Le système d'aspiration peut par exemple comprendre une pluralité d'orifices traversants 21 répartis sur la surface 23 de laminage du cylindre 22 et en communication fluidique avec un aspirateur (non visible sur les figures) dont zo la puissance est adaptée en fonction de la pégosité de la première face 3 de la feuille 2 après l'étape de refroidissement S1. Dans ce mode de réalisation, les cylindres 22 sont de préférence espacés, au moment où le fragment 1 passe entre lesdits cylindres 22, d'une distance de l'ordre de l'épaisseur du fragment 1 (à 20% près). Lors de 25 l'introduction du fragment 1 dans l'espace séparant les cylindres, la rotation des cylindres 22 permet alors de faire avancer le fragment 1 tandis que la force pneumatique d'aspiration a pour effet de séparer le film de protection 5, qui reste fixé sur le cylindre 22 contre lequel il vient en contact, de la feuille 2, qui reste fixée contre le cylindre 22 contre lequel sa deuxième face 30 4 est en contact.
3036996 12 Après séparation, le film de protection 5 et la feuille 2 peuvent être évacués séparément en supprimant la force pneumatique à la sortie du laminoir 20. Une telle séparation est permise grâce à l'étape de refroidissement 5 S1, qui réduit fortement la viscosité de la matrice au niveau de l'interface 6 entre le film de protection 5 et la première face 3 de la feuille 2, et réduit donc la force d'adhérence. La dépression peut être ajustée en fonction de la force d'adhérence entre le film de protection et la première face 3 de la feuille 2 après l'étape de refroidissement 51.
10 En variante, l'un seulement des cylindres 22 peut comprendre un système d'aspiration, l'autre pouvant alors présenter une surface pleine. Dans cette variante de réalisation, la distance entre les cylindres 22 est alors égale à l'épaisseur du fragment 1, afin d'assurer un bon contact entre le système d'aspiration du cylindre 22 et le film de protection 5.
15 De manière alternative, l'étape de retrait S2 peut être mise en oeuvre à l'aide d'un dispositif de retrait 20 comprenant une table à dépression 24 (également connue sous la terminologie de table à vide) et un organe d'aspiration 26 (voir figure 3). La deuxième face 4 de la feuille 2 peut être 20 placée contre la table 24, qui réalise une dépression permettant de plaquer le fragment 1 tandis que l'organe d'aspiration 26 applique un effort pneumatique sur le film de protection 5 afin de le séparer de la feuille 2. L'organe d'aspiration 26 peut comprendre un aspirateur, qui peut être déplacé manuellement sur le film de protection 5 ou piloté de manière 25 automatisée par un processeur associé. En variante, le film de protection 5 peut être placé contre la table à dépression 24, tandis qu'une contrainte est appliquée sur la deuxième face 4 de la feuille 2.
30 Dans un deuxième mode de réalisation illustré en figure 4, l'étape de retrait S2 peut être mise en oeuvre par application sur le film de protection 5 d'un support intégrant un adhésif 27 et par traction sur ledit support. Dans 3036996 13 cette forme de réalisation, la pégosité de l'adhésif 27 est choisie de sorte que l'adhésif 27 applique une force sur le film de protection 5 supérieure à la force d'adhérence entre le film de protection 5 et la première face 3 de la feuille 2 après l'étape de refroidissement S1.
5 Par exemple, l'étape de retrait S2 peut être mise en oeuvre à l'aide d'un laminoir 20 sensiblement identique au laminoir 20 du premier mode de réalisation, dans lequel les systèmes d'aspiration sont remplacés par un adhésif 27 (non visible sur les figures). Lors de l'introduction du fragment 1 dans l'espace séparant les cylindres 22, la rotation des cylindres 22 permet 10 alors de faire avancer le fragment 1, tandis que le film de protection 5 reste fixé sur l'adhésif 27 présent en surface 23 du cylindre 22 contre lequel il est en contact. Ici encore, le cylindre 22 qui vient en contact avec la deuxième face 4 de la feuille 2 peut ne pas porter d'adhésif 27.
15 On comprendra bien entendu que, dans le cas où le fragment 1 comprend un film de protection 5 sur chaque face, un laminoir 20 comprenant deux cylindres 22 équipés chacun d'un système d'aspiration ou d'un adhésif 27 permet de retirer simultanément les deux films de protection.
20 En variante, l'étape de retrait S2 du film de protection 5 qui est fixé contre la première face 3 de la feuille 2 peut être réalisée avant l'étape de retrait S2 du film de protection 5 qui est fixé contre sa deuxième face 4. Dans ce cas, le fragment 1 peut être passé deux fois dans le même laminoir 20, ou passer dans deux laminoirs 20 successifs. De plus, l'étape de 25 refroidissement S1 peut être effectuée simultanément pour les deux films de protection 5, ou successivement pour chaque film de protection 5 (auquel cas le refroidissement S1 du deuxième film de protection 5 peut être effectué après le retrait du premier film de protection 5).
30 Par ailleurs, un même laminoir 20 peut comprendre un rouleau 22 équipé d'un adhésif 24, par exemple pour venir en contact avec le film de protection, et un rouleau 22 équipé d'un système d'aspiration 21, par 3036996 14 exemple pour éviter le glissement du fragment 1 par rapport au laminoir 20 au cours de l'étape de retrait S2. De même, la table à dépression peut être mise en oeuvre en combinaison avec un support intégrant un adhésif, plutôt qu'un organe d'aspiration.
5 On notera que, dans le premier et dans le deuxième mode de réalisation du dispositif de retrait 20, l'étape de refroidissement S1 peut être facultative. Toutefois, la Demanderesse s'est aperçue que, d'une part, la contrainte à appliquer sur le film de protection 5 devrait être plus élevée, et 10 que d'autre part l'étape de retrait S2 en elle-même était laborieuse en comparaison avec un retrait effectué après refroidissement S1 de la première face 3 de la feuille 2. Dans un troisième mode de réalisation, l'étape de retrait S2 peut être 15 mise en oeuvre par frottement du film de protection 5. Le frottement peut par exemple être réalisé manuellement à l'aide d'une brosse dure. Ce mode de réalisation est particulièrement efficace lorsque le fragment 1 est refroidi par congélation ou par pulvérisation d'azote liquide sur la première face 3 de la feuille 2.
20 Afin de bloquer le fragment 1 lors de l'étape de retrait S2 par frottement, la feuille 2 peut être placée, côté deuxième face 4, contre une table à dépression 24. Dans un quatrième mode de réalisation, l'étape de retrait S2 peut 25 être mise en oeuvre par fixation d'au moins une attache sur le film de protection 5 et par application d'un effort de traction sur la ou les attaches. Typiquement, chaque attache peut comprendre un crochet ou un hameçon. Chaque attache peut être fixée à l'aide d'un adhésif sur le film de protection 5, ou en passant chaque attache dans un orifice associé formé dans le film 30 de protection 5 (uniquement). Un fil peut en outre être fixé sur chaque attache afin de faciliter le retrait du film de protection 5. Il suffit alors d'appliquer un effort de traction sur la ou les attaches (ou, le cas échéant 3036996 15 sur le fil associé), par exemple manuellement ou de manière automatisée à l'aide d'un robot adapté, afin de retirer le film de protection 5. Ici encore, afin de bloquer le fragment 1 lors de l'étape de retrait S2, la feuille 2 peut être placée, côté deuxième face 4, contre une table à 5 dépression 24. Le refroidissement S1 de la première face 3 de la feuille 2 et le retrait S2 du film de protection 5 peuvent être réalisée successivement en usine. Par exemple, un ou plusieurs fragments 1 en matériau composite réalisés 10 dans des matériaux composites identiques ou différents peuvent être acheminés, par exemple à l'aide d'un tapis roulant 15, à un premier poste comprenant le dispositif de refroidissement S1. L'orientation des fibres des fragments 1 n'a pas d'importance ici. Typiquement, le dispositif de refroidissement peut comprendre un dispositif de pulvérisation d'un gaz 15 comprimé 10, tel que de l'azote. Les fragments 1 peuvent ensuite être acheminés vers un deuxième poste comprenant le dispositif de retrait 20, par exemple à l'aide du tapis roulant 15, afin de séparer la feuille 2 du (ou des) film(s) de protection qui sont fixés sur sa (ou ses) face(s). Avantageusement, plusieurs fragments 1 20 peuvent être acheminés côte à côte et placés simultanément dans le dispositif de retrait 20 : il suffit en effet que les fragments 1 ne se superposent pas afin de laisser le film de protection 5 accessible au dispositif de retrait 20. Ainsi, une table à dépression 24 ou un laminoir 20 peuvent avantageusement être placés en sortie du tapis roulant 15 afin 25 d'appliquer une contrainte sur le film de protection 5 pour le séparer de la feuille 2. En variante, les moyens d'acheminement des fragments jusqu'au premier poste et/ou entre le premier poste et le deuxième poste peuvent comprendre un robot comprenant un bras configuré pour saisir et déplacer 30 lesdits fragments. Les feuilles 2 en matériau composite peuvent alors être récupérées par exemple à l'aide d'un robot.
3036996 16 Lorsque les fragments 1 comprennent un film de protection 5 sur chaque face, un troisième poste peut être prévu en aval du deuxième poste, afin de retirer le deuxième film de protection 5. En variante, le deuxième poste peut être configuré pour retirer les deux films de protection 5 5 simultanément. Après l'étape de retrait S2, le procédé S peut en outre comprendre une étape d'inspection S3 de la première face 3 de la feuille 2, afin de vérifier que l'intégralité du film de protection 5 a été retirée.
10 Cette étape d'inspection S3 peut être réalisée à l'aide d'un dispositif d'inspection 30, tel qu'une caméra ou un capteur de contrastes, placé en aval du dispositif de retrait 20 du film de protection 5. Le fragment 1 en matériau composite est alors prêt à être utilisé. Par 15 exemple, le fragment 1 dépourvu de film de protection 5 peut être utilisé dans un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite tel que celui décrit dans les documents EP 0 916 477 et EP 2 617 556 cités plus haut. On notera que les étapes de refroidissement S1 et retrait du procédé 20 S peuvent être appliquées facilement, rapidement et de manière automatisée à tout type de fragment 1, et sont en particulier adaptées dans le cas où les fragments 1 sont de petite taille et que leur film de protection 5 est laborieux à retirer et/ou que les fragments 1 sont issus de rebuts de fabrication en matériau composite préimprégné et non polymérisé.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé (S) de préparation d'un fragment (1) en matériau composite, ledit fragment (1) en matériau composite comprenant : - une feuille (2) présentant une première face (3) et une deuxième face (4), opposée à la première face (3), ladite feuille (2) comprenant un matériau composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère non polymérisée, et - un film de protection (5), fixé sur la première face (3) de la feuille (2), ladite première face (3) de la feuille (2) présentant une certaine pégosité qui génère une force d'adhérence prédéfinie avec la première face (3) de la feuille (2), le procédé (S) de préparation étant caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de refroidissement (S1) de la première face (3) du fragment (1) configurée pour transformer au moins partiellement la matrice de la feuille (2) s'étendant à l'interface (6) entre la première face (3) et le film de protection (5) en solide cristallin, de sorte à réduire la force d'adhérence entre le film de protection (5) et ladite première face (3), et - une étape de retrait (S2) du film de protection (5), au cours de laquelle une contrainte est appliquée sur le film de protection (5) pour séparer ledit film de protection (5) de la première face (3) de la feuille (2).
- 2. Procédé (S) selon la revendication 1, dans lequel une température de la première face (3) du fragment (1) au moment du retrait (S2) du film de protection (5) est inférieure à 5°C, de préférence inférieure à 0°C, par exemple entre -20°C et 0°C.
- 3. Procédé (S) selon la revendication 2, dans lequel la première face (3) de la feuille (2) est refroidie par congélation du fragment (1). 3036996 18
- 4. Procédé (S) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la première face (3) de la feuille (2) est refroidie en appliquant un gaz comprimé sur la première face (3) de la feuille (2). 5
- 5. Procédé (S) selon la revendication 4, dans lequel la première face (3) de la feuille (2) est refroidie par pulvérisation d'azote liquide sur la première face (3) de la feuille (2).
- 6. Procédé (S) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel 10 l'étape de retrait (S2) du film de protection (5) comprend l'une au moins des sous-étapes suivantes : - application d'une dépression sur le film de protection (5), - frottement du film de protection (5), - fixation sur le film de protection (5) d'un support (22) intégrant un 15 adhésif (27) ayant une pégosité configurée de sorte qu'une force d'adhérence entre l'adhésif (27) et le film de protection (5) soit supérieure à la force d'adhérence prédéfinie entre le film de protection (5) et la première face (3) de la feuille (2) après l'étape de refroidissement (51), et application d'une force de traction sur le support (22) supérieur à la force d'adhérence 20 entre l'adhésif (27) et le film de protection (5), et/ou - fixation d'au moins une attache sur le film de protection (5) et application d'une force de traction supérieure à la force d'adhérence prédéfinie sur l'au moins une attache. 25
- 7. Procédé (S) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le fragment (1) comprend en outre un film de protection (5) supplémentaire sur la deuxième face (4) de la feuille (2), et les étapes de refroidissement (51) et de retrait (S2) du procédé (S) sont appliquées sur chacun des films de protection (5). 30 3036996 19
- 8. Procédé (S) selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre une étape d'inspection (S3) de la première face (3) de la feuille (2) afin de vérifier que l'intégralité du film de protection (5) a été retirée. 5
- 9. Procédé de fabrication d'une pièce à partir d'au moins deux fragments (1) en matériau composite comprenant : - une feuille (2) présentant une première face (3) et une deuxième face (4), opposée à la première face (3), ladite feuille (2) comprenant un matériau composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice 10 polymère non polymérisée, et - un film de protection (5), fixé sur la première face (3) de la feuille (2), ladite première face (3) de la feuille (2) présentant une certaine pégosité qui génère une force d'adhérence prédéfinie avec la première face (3) de la feuille (2), 15 le procédé de fabrication étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de préparation (S) de chaque fragment (1) en matériau composite suivant un procédé de préparation (S) selon l'une des revendications 1 à 8.
- 10. Dispositif (10, 20, 30) de préparation d'un fragment (1) en 20 matériau composite, ledit fragment (1) en matériau composite comprenant : - une feuille (2) présentant une première face (3) et une deuxième face (4), opposée à la première face (3), ladite feuille (2) comprenant un matériau composite comportant un renfort fibreux densifié par une matrice polymère non polymérisée, et 25 - un film de protection (5), fixé sur la première face (3) de la feuille (2), ladite première face (3) de la feuille (2) présentant une certaine pégosité qui génère une force d'adhérence prédéfinie avec la première face (3) de la feuille (2), le dispositif de préparation (10, 20, 30) étant caractérisé en ce qu'il 30 comprend : - un dispositif de refroidissement (10), configuré pour transformer au moins partiellement la matrice de la feuille (2) s'étendant à l'interface (6) 3036996 20 entre la première face (3) et le film de protection (5) en solide cristallin, de sorte à réduire la force d'adhérence entre le film de protection (5) et ladite première face (3), et - un dispositif de retrait (20) du film de protection (5), configuré pour 5 appliquer une contrainte sur le film de protection (5) pour séparer ledit film de protection (5) de la première face (3) de la feuille (2).
- 11. Dispositif (10, 20, 30) de préparation selon la revendication 10, dans lequel le dispositif de retrait (20) comprend l'un au moins des 10 dispositifs suivants : - un laminoir (20) comprenant au moins un cylindre (22) équipé d'un système d'aspiration, et/ou - un laminoir (20) comprenant au moins un cylindre (22) équipé d'un adhésif (27) ayant une pégosité configurée de sorte qu'une force 15 d'adhérence entre l'adhésif (27) et le film de protection (5) soit supérieure à la force d'adhérence prédéfinie entre le film de protection (5) et la première face (3) de la feuille (2) après l'étape de refroidissement (S1), - une table à dépression (24). 20
- 12. Dispositif (10, 20, 30) de préparation selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel le dispositif de retrait comprend un laminoir (20) comportant deux cylindres (22) en regard, chaque cylindre (22) étant équipé d'un système d'aspiration (21). 25
- 13. Dispositif (10, 20, 30) de préparation selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant en outre un dispositif d'inspection (30) de la première face (3) de la feuille (2), en aval du dispositif de retrait (20).
- 14. Dispositif (10, 20, 30) de préparation selon l'une des 30 revendications 10 à 13, dans lequel le fragment (1) comprend en outre un film de protection (5) supplémentaire fixé sur la deuxième face (4) de la feuille (2) et présentant une force d'adhérence entre le film de protection (5) 3036996 21 supplémentaire et la deuxième face (4) de la feuille (2) sensiblement égale à la force d'adhérence prédéfinie, et dans lequel le dispositif de retrait (20) est en outre configuré pour retirer le film de protection (5) supplémentaire.
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| THE NATIONAL FREE FLIGHT SOCIETY: "47th Annual Report of the National Free Flight Society", 1 January 2014, THE NATIONAL FREE FLIGHT SOCIETY, article ALLARD VAN WALLENE: "The Thinpreg Story", pages: 51 - 54, XP002755726 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3036996B1 (fr) | 2017-12-22 |
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