FR3136398A1 - Préforme pour fabriquer une pièce en matériau composite comprenant un capteur capacitif, procédé de fabrication d’une telle préforme, pièce en matériau composite et procédé de fabrication associés. - Google Patents
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Abstract
Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite, comprenant un substrat (12) présentant une face (12A), et un capteur capacitif (17) disposé sur la face (12A) du substrat (12), le capteur capacitif (17) comprenant un transducteur (14) en fibres de carbone et un fil électrique (16) s’étendant au moins en partie en chevauchement avec le transducteur (14), dans laquelle le transducteur (14) et/ou le fil électrique (16) est/sont fixé(s) au substrat (12). Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
Le présent exposé concerne une préforme configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite comprenant un capteur capacitif, un procédé de fabrication d’une telle préforme, une pièce en matériau composite comprenant une telle préforme, et un procédé de fabrication d’une telle pièce en matériau composite.
Pour rappel, un capteur capacitif est un capteur utilisant l'effet capacitif pour détecter la présence d’un objet, conducteur électrique, ou des variations de faibles distances avec cet objet. Le capteur forme avec l’objet à détecter un condensateur, la valeur de la capacité du condensateur ainsi formé variant en fonction de la distance entre le capteur et l’objet. Par exemple, des capteurs capacitifs peuvent former des capteurs tactiles.
L’intégration de capteurs capacitifs dans des pièces en matériau composite à matrice thermoplastique ou thermodurcissable nécessite habituellement de rapporter sur la préforme des composants électroniques distincts de la préforme, avant l’imprégnation de la préforme. Ceci présente l’inconvénient de multiplier les opérations de fabrications et les coûts associés, de parfois imposer des contraintes de forme à la pièce fabriquée à partir de la préforme, dans certains cas de fragiliser d’un point de vue mécanique la pièce obtenue à partir de la préforme, et de risquer de détériorer les composants électroniques lors de l’imprégnation. Il existe donc un besoin en ce sens.
Un mode de réalisation concerne une préforme configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite, comprenant un substrat présentant une face, et un capteur capacitif disposé sur la face du substrat, le capteur capacitif comprenant un transducteur en fibres de carbone et un fil électrique s’étendant au moins en partie en chevauchement avec le transducteur, dans laquelle le transducteur et/ou le fil électrique est/sont fixé(s) au substrat.
Le substrat peut être plan, mais pas nécessairement. Le substrat forme un support dont la face est configurée pour supporter et fixer le transducteur et/ou le fil électrique. Le transducteur et/ou le fil électrique peu(vent)t être disposé(s) directement sur le substrat, ou sur une couche ou élément intermédiaire. La préforme peut comprendre d’autres fibres de nature différente que des fibres de carbone, par exemple des fibres de verre ou de fibres de lin, mais pas nécessairement. Ces autres fibres peuvent par exemple être disposés sur le substrat, à côté du transducteur, dans le même plan que le transducteur par rapport au substrat (i.e. les fibres s’étendent dans un plan parallèle au substrat, et sont adjacentes au transducteur dans ce plan parallèle, ou côte-à-côte avec le transducteur dans le plan parallèle au substrat), ou bien former une couche intermédiaire entre le substrat et le transducteur, ou encore former une couche enserrant le transducteur entre ladite couche et le substrat (i.e. le transducteur est entre le substrat et les autres fibres). Par exemple, le substrat peut être en tant que tel, i.e. indépendamment du capteur, une préforme configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite, mais pas nécessairement. Par exemple, le substrat peut comprendre ou être constitué par un matériau tissé ou non tissé, et peut comprendre des, ou être constitué par, des fibres de verre, lin, chanvre, basalte, aramide, plastique (par ex : PP, PA6, PPS, etc.) ou un mélange de ces fibres (fibres dites « comélées »).
On comprend que la préforme peut comprendre au moins un capteur capacitif. Par exemple, la préforme peut comprendre un unique capteur capacitif ou plusieurs capteurs capacitifs distincts. Le capteur capacitif comprend au moins un transducteur et au moins un fil électrique. Par exemple, le capteur peut comprendre un unique transducteur ou plusieurs transducteurs distincts. Par exemple, le capteur peut comprendre un unique fil électrique ou plusieurs fils électriques distincts. En d’autres termes, la préforme peut comprendre un unique ou plusieurs capteurs, chaque capteur peut comprendre un unique ou plusieurs transducteurs, et chaque transducteur peut être associé à un unique ou plusieurs fils électriques. Au sens du présent exposé, et sauf indication contraire, par « capteur » on entend « le au moins un capteur capacitif », par « transducteur » on entend « le au moins un transducteur », et par « fil » on entend « le au moins un fil électrique ».
Par « en fibres de carbone » on entend que l’élément concerné, par exemple le transducteur, comprend au moins 45% en volume de fibres de carbone, à l’état de la préforme (i.e. le volume étant considéré à l’état de préforme, c’est-à-dire lorsque la préforme n’est pas encore imprégnée). Le transducteur peut par exemple également présenter une fonction secondaire de renfort mécanique de la préforme, mais pas nécessairement.
On comprend que le fil est configuré pour transmettre du courant électrique ou un signal électrique entre le transducteur et une unité électronique distincte du transducteur. Par exemple, l’unité électronique peut prendre toutes les formes envisageables (simple composant électronique ou unité plus complexe), et peut être par exemple une unité de traitement. L’unité électronique est externe à la préforme et/ou à la pièce en matériau composite issue de la préforme après imprégnation. Tout matériau conducteur de courant électrique peut être envisagé pour le fil électrique. Par exemple, le fil peut être en fibres de carbone (i.e. comprend au moins 45% en volume de fibres de carbone, à l’état de la préforme), mais pas nécessairement.
Par exemple, le fil présente, au sein de la préforme, une portion configurée pour affleurer ou dépasser d’une surface libre de la pièce en matériau composite issue de la préforme après imprégnation de manière à pouvoir assurer un raccordement électrique entre le fil et un composant électrique externe à la pièce en matériau composite issue de la préforme après imprégnation. Par exemple, une telle portion peut comprendre une surépaisseur configurée pour affleurer et faire saillie de la matrice de la pièce en matériau composite issue de la préforme après imprégnation, ou bien une portion libre configurée pour s’étendre au-delà, ou en dehors, de la matrice de la pièce en matériau composite issue de la préforme après imprégnation.
Par « chevauchement » on entend que le transducteur et le fil sont empilés, selon une direction d’épaisseur du substrat, l’un sur l’autre. En d’autres termes, le substrat s’étend selon un plan (plan ou courbe) selon une première et une deuxième direction, et présente une troisième direction d’épaisseur, perpendiculaire à la première et deuxième direction. Au sens du présent exposé, le chevauchement s’entend par un empilement ou recouvrement de deux éléments selon la (troisième) direction d’épaisseur du substrat.
On comprend qu’au moins une partie du fil chevauche au moins une partie du transducteur. Sur leurs parties respectives en chevauchement, le fil peut être disposé entre le substrat et le transducteur, ou bien le transducteur peut être disposé entre le substrat et le fil.
Uniquement le fil peut être fixé au substrat, uniquement le transducteur peut être fixé au substrat, ou bien le fil et le transducteur peuvent tous les deux être fixés au substrat.
Une telle préforme présente ainsi un capteur intégré lors de la fabrication de la préforme, ne nécessite aucun ajout ultérieur d’un éventuel composant électronique additionnel, n’impose aucune contrainte géométrique et ne présente aucun risque de fragilisation de la pièce obtenue par la préforme. Le capteur peut faire partie de la structure de la préforme.
Dans certains modes de réalisation, le transducteur et/ou le fil électrique est/sont fixé(s) au substrat par un fil brodé.
Par exemple, le transducteur et/ou le fil électrique est/sont fixés au substrat en brodant avec un fil brodé (distinct du fil électrique) par une technique de placement de fibres sur mesure, également connu sous l’acronyme TFP pour« Tailored Fiber Placement »en anglais. Le TFP, connu par ailleurs par l’homme du métier, est une technique de fabrication textile basée sur le principe de la broderie pour un placement continu de matériau fibreux pour des composants composites. Le matériau fibreux est fixé sur le substrat avec un fil de broderie supérieur et un fil de broderie inférieur.
Le fil de broderie est distinct du fil électrique. Le fil de broderie peut être en matériau conducteur électrique, mais pas nécessairement. Le fil de broderie peut être en matériau différent du matériau du fil électrique et du matériau du transducteur, mais pas nécessairement.
Un tel mode de fixation permet d’améliorer l’intégration du capteur lors de la fabrication de la préforme.
Dans certains modes de réalisation, le fil électrique s’étend au moins en partie entre le substrat et le transducteur.
Une telle configuration permet un meilleur maintien en position de la portion du fil en chevauchement avec le transducteur. Par ailleurs, si la matrice de la pièce fabriquée à partir de la préforme est transparente, une telle configuration permet d’obtenir un meilleur rendu esthétique ou un rendu esthétique plus qualitatif. Le fil et le capteur peuvent être perçus comme mieux intégrés à la préforme.
Dans certains modes de réalisation, la partie du fil électrique disposée en chevauchement avec le transducteur est dénudée en tout ou partie.
Par exemple, le fil présente une âme en matériau conducteur d’électricité, par exemple un matériau métallique, et une gaine extérieure isolante. Par « dénudé », on entend que le fil est dépourvu de gaine sur la portion qui est dite dénudée. Une telle configuration permet un meilleur contact électrique entre le transducteur et le fil électrique. Ceci permet aussi une meilleure intégration du capteur au sein de la préforme, par exemple en réduisant le volume occupé par le chevauchement du fil électrique et du transducteur (volume réduit du fil et/ou quantité de fil nécessaire réduite grâce à un meilleur contact entre le fil et le transducteur).
Dans certains modes de réalisation, la partie du fil électrique disposée en chevauchement avec le transducteur présente une longueur d’au moins un centimètre (1 cm), par exemple au moins cinq centimètres (5 cm), par exemple au moins dix centimètres (10 cm). Par exemple, la partie du fil électrique disposée en chevauchement avec le transducteur présente une longueur comprise entre un centimètre (1 cm) et cinq centimètres (5 cm).
Une telle configuration permet un contact électrique satisfaisant entre le transducteur et le fil électrique. Ceci peut aussi contribuer à une meilleure intégration du capteur au sein de la préforme, par exemple en imposant le strict minimum de portions en recouvrement i.e. des portions en surépaisseurs.
Dans certains modes de réalisation, le substrat comprend au moins une couche comprenant un film en matériau polymérique et/ou au moins une couche fibreuse par exemple un tissu, par exemple un tissu en fibres de verre.
Par exemple, le substrat est constitué par un film en matériau polymérique et/ou au moins une couche fibreuse par exemple un tissu, par exemple un tissu en fibres de verre
Un matériau polymérique (ou un plastique) est un mélange contenant une matière de base (en général un polymère) qui est susceptible d'être moulé, façonné, en général à chaud et/ou sous pression, afin de conduire à une pièce. Par exemple, le matériau polymérique est un thermoplastique.
Un tel substrat s’intègre de manière satisfaisante au sein de la matrice de la pièce obtenue après imprégnation de la préforme.
Un mode de réalisation concerne une pièce en matériau composite à matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, comprenant une préforme configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé.
Un mode de réalisation concerne un procédé de fabrication d’une préforme configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite, dans lequel on fournit un substrat, on dispose un fil électrique et un transducteur sur une face du substrat de sorte que le fil électrique s’étend au moins en partie en chevauchement avec le transducteur, et on fixe le fil électrique et/ou le transducteur au substrat.
On comprend que seul le fil électrique peut être fixé au substrat, seul le transducteur peut être fixé au substrat, ou bien le fil électrique et le transducteur peuvent être tous les deux fixés au substrat. La fixation de ces deux éléments peut être commune à ces deux éléments, ou propre à chacun de ces deux éléments.
On peut disposer le fil électrique et le transducteur et le ou les fixer en même temps qu’on les dispose ou bien après les avoir disposés. On peut disposer et éventuellement fixer un premier élément parmi le fil électrique et le transducteur, et ensuite disposer et éventuellement fixer le deuxième élément parmi le fil électrique et le transducteur, au moins un des deux éléments parmi le premier et le deuxième élément étant fixé au substrat. Selon une variante, on peut disposer un premier élément parmi le fil électrique et le transducteur, ensuite disposer le deuxième élément parmi le fil électrique et le transducteur, et ensuite fixer le premier élément et/ou le deuxième élément.
Par exemple, on peut d’abord disposer un premier élément parmi le fil électrique et le transducteur sur le substrat et fixer le premier élément en même temps qu’on le dispose ou après l’avoir disposé. Par exemple, on peut d’abord disposer un premier matériau filaire configuré pour former le fil électrique ou le transducteur, et on peut fixer ce premier matériau filaire en même temps qu’on le dispose, par exemple par TFP. Par exemple, on peut ensuite disposer le deuxième élément parmi le fil électrique et le transducteur sur le substrat et fixer le deuxième élément en même temps qu’on le dispose ou après l’avoir disposé. Par exemple, on peut disposer un deuxième matériau filaire configuré pour former le fil électrique ou le transducteur, et on peut fixer ce deuxième matériau filaire en même temps qu’on le dispose, par exemple par TFP. On note qu’un matériau filaire n’est pas nécessairement fibreux, et inversement un matériau fibreux n’est pas nécessairement filaire.
Dans certains modes de réalisation, on fixe le transducteur et/ou le fil électrique au substrat en brodant un fil.
Par exemple, une telle technique pour broder avec un fil peut-être une technique dite TFP.
Dans certains modes de réalisation, on dispose le fil électrique et le transducteur sur la face du substrat de sorte que le fil électrique s’étend au moins en partie entre le substrat et le transducteur.
Dans certains modes de réalisation, on dispose et on fixe d’abord le fil électrique, et ensuite on dispose et on fixe le transducteur.
Dans certains modes de réalisation, la partie du fil disposée en chevauchement avec le transducteur est dénudée en tout ou partie.
Dans certains modes de réalisation, on dispose une longueur du fil d’au moins un centimètre, par exemple au moins cinq centimètres, par exemple au moins dix centimètres, en chevauchement avec le transducteur. Par exemple, la partie du fil électrique disposée en chevauchement avec le transducteur présente une longueur comprise entre un centimètre et cinq centimètres.
Dans certains modes de réalisation, le substrat comprend au moins une couche comprenant un film en matériau polymérique et/ou au moins une couche fibreuse par exemple un tissu, par exemple un tissu en fibres de verre.
Un mode de réalisation concerne un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite à matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, dans lequel on fournit une préforme configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé, et on imprègne la préforme dans une matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable.
Au sens du présent exposé, par « imprégnation » on entend uniquement l’enrobage de la préforme par une matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, sans nécessairement procéder à une éventuelle étape de consolidation finale du type polymérisation ou cuisson, cette dernière étape pouvant être réalisée dans un second temps, dans un autre environnement et indépendamment de l’étape d’enrobage en tant que telle. En ce sens, la pièce peut être une pièce finale (i.e. ayant subi une étape de consolidation) ou bien une pièce intermédiaire (i.e. qui n’a pas subi d’étape de consolidation).
Par exemple, l’imprégnation peut être une imprégnation par infusion, thermocompression, moulage par transfert de résine ou RTM pour« Resin Transfer Molding »en anglais, thermo-enduction ou« hot melt prepreg »en anglais, bain de résine, injection, «film stacking» (moulage avec alternance de tissus et de films thermoplastiques), etc.
L’enseignement du présent exposé peut trouver de nombreuses applications, par exemple, et de manière non limitative, pour la fabrication de panneaux de commande dans le domaine des transports, publics ou pas, par exemple pour l’allumage de lumière individuelle, bouton de demande d’arrêt, commande d’ouverture de porte, commandes directement intégrées dans un habillage ou dans une carrosserie (par ex. lève-vitre, autoradio, climatisation, etc.), pour la fabrication de mobiliers urbains, par exemple pour intégrer un panneau de contrôle ou un bouton de commande sur un élément structurel (par ex. banc public, panneau publicitaire, etc.), pour la fabrication de coques ou boitiers de téléphones portables, de tablettes ou d’ordinateurs portables, pour la fabrication d’objets connectés (par exemple pour former un actionneur de mise en route de l’objet lors de sa prise en main, par exemple une selle de vélo sur un vélo connecté), pour la fabrications de divers objets à capteur intégré par exemple pour la détection de niveau de fluide dans un réservoir, pour la surveillance d’une structure, par exemple pour la détection de mouvements relatifs ou de déformations, etc.
L’objet du présent exposé et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
On note que les signes de référence comprenant un « ‘ » de la , visent un élément en cours de fabrication, comme la préforme 10’ et le transducteur 14’, tandis que les signes de référence dépourvus du « ‘ » visent un élément finalisé, comme la préforme 10 et le transducteur 14 sur la . Ainsi, la représente la préforme 10 finie tandis que la représente la préforme 10’, qui correspond à la préforme 10 de la , en cours de fabrication.
Le représente un procédé de fabrication d’une préforme 10’ pour fabriquer une pièce en matériau composite à matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable. Sur la , on a fourni un substrat 12 présentant une face 12A, on a disposé et fixé un fil électrique 16 sur la face 12A du substrat 12, et un transducteur 14’ est en train d’être disposé et fixé sur la face 12A du substrat 12. Dans cet exemple, le substrat 12 est une couche fibreuse par exemple un tissu, par exemple un tissu en fibres de verre. Selon une variante, le substrat 12 peut-être un film en matériau polymérique, dans cet exemple en polycarbonate. Le fil électrique 16 présente une portion 16A, représentée en traits discontinus, en chevauchement avec le transducteur 14’. Dans cet exemple, la portion 16A est disposée entre le substrat 12 et le transducteur 14’. Autrement dit, dans cet exemple, le substrat 12, la portion de fil 16A et le transducteur 14 sont empilés l’un sur l’autre dans cet ordre selon la direction d’épaisseur E (perpendiculaire à la face 12A) du substrat 12.
Dans cet exemple, le fil 16 a d’abord été disposé et fixé sur le substrat 12 par un fil brodé 18, représenté très schématiquement sur la , par placement de fibres sur mesure ou TFP (pour« Tailored Fiber Placement »en anglais). Dans cet exemple, le fil de broderie 18 est en polyester. Selon une variante, le fil 16 est en fibres de carbone. Selon une autre variante, le fil 16 présente une âme métallique et une gaine isolante (non représentées), et la portion 16A peut être dénudée en tout ou partie. Par exemple, la portion 16A peut présenter une longueur L d’au moins un centimètre, par exemple au moins cinq centimètres, par exemple au moins dix centimètres. Par exemple, la longueur L est comprise entre un centimètre et cinq centimètres. Dans cet exemple, la longueur L est également à trois centimètre (3 cm). Une portion 16B du fil s’étend au-delà, au dépasse, du substrat 12. Cette portion 16B du fil 16 est libre et configurée pour pouvoir assurer une connexion électrique avec un composant électrique externe à la préforme et à la pièce qui sera issue de la préforme. Selon une variante non représentée, le fil 16 peut être configuré pour affleurer à la surface de la pièce issue de la préforme, à un emplacement prédéterminé, pour une connexion électrique via la surface.
Dans l’exemple de la , le transducteur 14’ est disposé et fixé après le fil électrique 16. En d’autres termes, dans l’exemple de la , on dispose d’abord le fil 16 et ensuite le transducteur 14’, de sorte que le fil 16 s’étend au moins en partie entre le substrat 12 et le transducteur 14’. Le transducteur 14’ est disposé et fixé sur la substrat 12 par fil brodé, par placement de fibres sur mesure ou TFP, de manière similaire au fil électrique 16. Le fil de broderie de fixation du transducteur 14’ au substrat 12 n’est pas représenté pour la clarté des figures. La représente le transducteur 14’ en cours de fabrication, une tête 20 de TFP étant représentée schématiquement. Le transducteur 14’ est en fibres de carbone et le fil de broderie non représenté de fixation du transducteur 14’ au substrat 12 est dans cet exemple en polyester.
La représente la préforme 10 finie, c’est-à-dire la préforme 10’ de la à l’issue du procédé de fabrication. En d’autres termes, la représente une préforme 10 comprenant un substrat 12 présentant une face 12A, et un capteur capacitif 17 disposé sur la face 12A du substrat 12, le capteur capacitif 17 comprenant un transducteur 14 en fibres de carbone et un fil électrique 16 s’étendant au moins en partie en chevauchement avec le transducteur 14, dans laquelle le transducteur 14 et le fil électrique 16 sont tous les deux fixés au substrat 12 par un fil brodé (non représenté sur la ). Les autres caractéristiques structurelles et de matériau décrites en référence à la sont applicables à la et ne sont pas décrites de nouveau.
La représente un exemple d’étape de fabrication d’une pièce en matériau composite en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, et plus particulièrement une étape dans laquelle on fournit, par exemple, la préforme 10.
Dans l’exemple représenté, en plus de la préforme 10, on fournit d’autres préformes additionnelles 22, dans cet exemple trois préformes additionnelles 22. La préforme 10 et les préformes additionnelles 22 sont empilées selon la direction d’épaisseur E de la préforme 10. La préforme 10 est disposées de manière à être la première ou la dernière couche d’empilement des préformes, et de sorte que le capteur 17 (ou la face 12A du substrat sur laquelle est formée le capteur 17) soit orienté à l’opposé des préformes additionnelles 22. En d’autres termes, une face 12B du substrat 12, opposée à la face 12A selon la direction d’épaisseur E du substrat 12, est disposée en regards d’une préforme additionnelle 22. Selon une variante non représentée, et en fonction de la sensibilité désirée, le capteur 17 peut être orienté vers les préformes additionnelles 22. Selon une autre variante non représentée, et en fonction de la sensibilité désirée, la préforme 10 peut être disposée entre deux préformes additionnelles 22 selon la direction d’épaisseur E. Dans l’exemple représenté sur les figures, les préformes additionnelles 22 comprennent chacune au moins une couche fibreuse, par exemple un tissu mais pas nécessairement, par exemple en fibres de verre. Par exemple, chaque préforme additionnelle 22 peut comprendre une unique couche fibreuse ou plusieurs couches fibreuses. Par exemple, les trois préformes additionnelles 22 peuvent être préassemblées ensemble, par exemple par couture, avant d’être fournies avec la préforme 10, en vue de la fabrication d’une pièce en matériau composite. Selon une variante, une ou plusieurs préforme(s) additionnelle(s )22 peu(ven)t être préassemblée(s) avec la préforme 10, par exemple par couture, en vue de la fabrication d’une pièce en matériau composite. Selon encore une autre variante non représentée, une ou plusieurs préforme(s) additionnelle(s) 22 peu(ven)t être préassemblée(s) avec le substrat 12, par exemple par couture, avant la formation du capteur capacitif 17, e.g. avant la disposition et la fixation du transducteur 14 et du fil 16 tel que cela est illustré de manière non limitative sur la .
A l’issue de l’étape de la , on imprègne la préforme globale comprenant la préforme 10 et les préformes additionnelles 22 dans une matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, et ce de manière connue par ailleurs. Cette étape d’imprégnation n’est pas représentée.
A l’issue de cette étape d’imprégnation, on obtient une pièce 100 en matériau composite à matrice 24 en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, comprenant la préforme 10 et, dans cet exemple, les préformes additionnelles 22. La matrice 24 peut être transparente, de manière à laisser voir le transducteur 14 (dans la gamme de la lumière visible à l’œil nu), ou bien opaque. Dans cet exemple, une portion 16B1 de la portion 16B du fil 16 reste libre et s’étend au-delà de la matrice 24. Une connexion électrique peut ainsi être réalisée entre une unité électronique 50 distincte de la pièce 100, pour collecter / traiter et/ou exploiter les signaux électriques issus du transducteur 14. Selon une variante non représentée, le fil 16 affleure en surface de la pièce 100 et la connexion électrique est réalisée par contact électrique avec la partie affleurante du fil 16.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
En particulier, dans les exemples illustrés, le transducteur 14 présente une forme triangulaire, mais toute autre forme est envisageable. Par exemple, le transducteur 14 peut comprendre une ou plusieurs couches de fibres de carbone selon la direction d’épaisseur E du substrat 12. La présence de préforme additionnelle 22 est optionnelle pour la fabrication de la pièce en matériau composite, i.e. il peut n’y avoir aucune préforme additionnelle 22, moins de trois préformes additionnelles 22, ou plus de trois préformes additionnelles 22. Par ailleurs, les préformes additionnelles 22 peuvent être identiques, ou bien présenter des formes et/ou des matériaux différents
Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.
Claims (12)
- Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite, comprenant un substrat (12) présentant une face (12A), et un capteur capacitif (17) disposé sur la face (12A) du substrat (12), le capteur capacitif (17) comprenant un transducteur (14) en fibres de carbone et un fil électrique (16) s’étendant au moins en partie en chevauchement avec le transducteur (14), dans laquelle le transducteur (14) et/ou le fil électrique (16) est/sont fixé(s) au substrat (12).
- Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon la revendication 1, dans laquelle le transducteur (14) et/ou le fil électrique (16) est/sont fixé(s) au substrat par un fil brodé (18).
- Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le fil électrique (16) s’étend au moins en partie entre le substrat (12) et le transducteur (14).
- Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la partie (16A) du fil électrique (16) disposée en chevauchement avec le transducteur (14) est dénudée en tout ou partie.
- Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la partie (16A) du fil électrique (16) disposée en chevauchement avec le transducteur (14) présente une longueur (L) d’au moins un centimètre, par exemple au moins cinq centimètres, par exemple au moins dix centimètres.
- Préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le substrat (12) comprend au moins une couche comprenant un film en matériau polymérique et/ou au moins une couche fibreuse, par exemple un tissu, par exemple un tissu en fibres de verre.
- Pièce (100) en matériau composite à matrice (24) en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, comprenant une préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
- Procédé de fabrication d’une préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite, dans lequel :
- on fournit un substrat (12),
- on dispose un fil électrique (16) et un transducteur (14) sur une face (12A) du substrat (12) de sorte que le fil électrique (16) s’étend au moins en partie en chevauchement avec le transducteur (14), et
- on fixe le fil électrique (16) et/ou le transducteur (14) au substrat (12). - Procédé de fabrication d’une préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon la revendication 8, dans lequel, on fixe le transducteur (14) et/ou le fil électrique (16) au substrat (12) en brodant un fil (18).
- Procédé de fabrication d’une préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon la revendication 8 ou 9, dans lequel on dispose le fil électrique (16) et le transducteur (14) sur la face (12A) du substrat (12) de sorte que le fil électrique (16) s’étend au moins en partie entre le substrat (12) et le transducteur (14).
- Procédé de fabrication d’une préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon la revendication 10, dans lequel, on dispose et on fixe d’abord le fil électrique (16), et ensuite on dispose et on fixe le transducteur (14).
- Procédé de fabrication d’une pièce (100) en matériau composite à matrice en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable, dans lequel :
- on fournit une préforme (10) configurée pour fabriquer une pièce en matériau composite selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, et
- on imprègne la préforme (10) dans une matrice (24) en matériau thermoplastique ou en matériau thermodurcissable.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2205544A FR3136398A1 (fr) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Préforme pour fabriquer une pièce en matériau composite comprenant un capteur capacitif, procédé de fabrication d’une telle préforme, pièce en matériau composite et procédé de fabrication associés. |
| PCT/EP2023/065343 WO2023237655A1 (fr) | 2022-06-09 | 2023-06-08 | Préforme pour fabriquer une pièce en matériau composite comprenant un capteur capacitif, procédé de fabrication d'une telle préforme, pièce en matériau composite et procédé de fabrication associés |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2205544 | 2022-06-09 | ||
| FR2205544A FR3136398A1 (fr) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Préforme pour fabriquer une pièce en matériau composite comprenant un capteur capacitif, procédé de fabrication d’une telle préforme, pièce en matériau composite et procédé de fabrication associés. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3136398A1 true FR3136398A1 (fr) | 2023-12-15 |
Family
ID=83188989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2205544A Pending FR3136398A1 (fr) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | Préforme pour fabriquer une pièce en matériau composite comprenant un capteur capacitif, procédé de fabrication d’une telle préforme, pièce en matériau composite et procédé de fabrication associés. |
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| Country | Link |
|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170368769A1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | Airbus Operations Limited | Method of forming a structural portion of a fuel tank for an aircraft |
| US20200189383A1 (en) * | 2017-06-07 | 2020-06-18 | Stratosphere, S.A. | Fuel tank with integrated level sensors, in particular for aerial vehicles |
-
2022
- 2022-06-09 FR FR2205544A patent/FR3136398A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-06-08 WO PCT/EP2023/065343 patent/WO2023237655A1/fr unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170368769A1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | Airbus Operations Limited | Method of forming a structural portion of a fuel tank for an aircraft |
| US20200189383A1 (en) * | 2017-06-07 | 2020-06-18 | Stratosphere, S.A. | Fuel tank with integrated level sensors, in particular for aerial vehicles |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SÁNCHEZ DEL RÍO JOSÉ ET AL: "3D-printed resistive carbon-fiber-reinforced sensors for monitoring the resin frontal flow during composite manufacturing", SENSORS AND ACTUATORS A: PHYSICAL, ELSEVIER BV, NL, vol. 317, 17 November 2020 (2020-11-17), XP086443457, ISSN: 0924-4247, [retrieved on 20201117], DOI: 10.1016/J.SNA.2020.112422 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023237655A1 (fr) | 2023-12-14 |
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