FR3139750A1 - SYSTEM FOR CUTTING A STRIP OF COMPOSITE MATERIAL - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une installation (10) de fabrication de pièces découpées dans des bandes en matériau composite (16) comportant un dispositif d’acheminement (20) selon une direction longitudinale (L) apte à convoyer une bande (16) depuis un rouleau (14) jusqu’à une zone (22) de récupération, un dispositif (24) de découpe surmontant le dispositif d’acheminement (20), apte à découper dans la bande (16) des pièces (28) de formes déterminées, un dispositif d’évacuation (30) de pièces découpées au-dessus de la zone de récupération (22), et un dispositif (32) de séparation de la bande (16) et d’un voile (18), le dispositif (32) de séparation étant agencé avant le dispositif de découpe (24), caractérisé en ce que le dispositif d’acheminement (20) comporte au moins un interstice (40) enjambé longitudinalement par la bande (16), et en ce que l’outil de découpe (26) est configuré pour couper la bande (16) au droit dudit interstice (40). Figure pour l'abrégé : Figure 4.The invention relates to an installation (10) for manufacturing parts cut from strips of composite material (16) comprising a conveying device (20) in a longitudinal direction (L) capable of conveying a strip (16) from a roller (14) up to a recovery zone (22), a cutting device (24) surmounting the conveying device (20), capable of cutting from the strip (16) parts (28) of determined shapes, a device (30) for evacuating cut parts above the recovery zone (22), and a device (32) for separating the strip (16) and a web (18), the device (32) separation being arranged before the cutting device (24), characterized in that the conveying device (20) comprises at least one gap (40) spanned longitudinally by the strip (16), and in that the separation tool cutting (26) is configured to cut the strip (16) at the right of said gap (40). Figure for abstract: Figure 4.
Description
L’invention concerne un système de découpe d’une bande de matériau composite, par exemple, et de manière non limitative de l’invention, une bande de tissu composite pré-imprégné mise en œuvre dans la fabrication d’une aube ou d’une pale de turbomachine ou encore d’un élément de capotage d’une nacelle d’aéronef.The invention relates to a system for cutting a strip of composite material, for example, and in a non-limiting manner of the invention, a strip of pre-impregnated composite fabric used in the manufacture of a blade or a turbomachine blade or even a cowling element of an aircraft nacelle.
La fabrication d’éléments composites de turbomachine ou d’aéronef est souvent réalisée à partir de bandes de matériau composite, sèches ou pré-imprégnées, tissées ou non, aussi appelées « patchs » en langue anglaise. Ces pièces sont découpées à partir d’un rouleau de bande de matériau composite selon des dimensions appropriées, puis empilées les unes sur les autres pour constituer des préformes qui sont ensuite introduites dans des moules. Les pièces issues des bandes pré-imprégnées y sont moulées directement alors que les pièces issues des bandes sèches y reçoivent une injection de résine, par exemple selon un procédé bien connu dit d’injection RTM (Resin Transfer Molding).The manufacture of composite turbomachine or aircraft elements is often carried out from strips of composite material, dry or pre-impregnated, woven or not, also called "patches" in English. These parts are cut from a roll of composite material strip according to appropriate dimensions, then stacked on top of each other to form preforms which are then introduced into molds. The parts from the pre-impregnated strips are molded directly while the parts from the dry strips receive an injection of resin, for example using a well-known process called RTM injection (Resin Transfer Molding).
Les opérations de découpe de ces bandes de matériau composite, intervenant dans un procédé dit de drapage, sont des opérations dont l’automatisation est en cours de développement chez la plupart des constructeurs.The cutting operations for these strips of composite material, occurring in a so-called draping process, are operations whose automation is currently being developed by most manufacturers.
Au cours d’un procédé de drapage automatisé de patchs, on fournit en premier lieu les bandes de matériau composite sous forme de rouleaux. Le matériau composite est recouvert, au minimum sur une de ses faces, d’un voile de protection, aussi appelé séparateur, qui peut être plastifié ou non, qui évite aux couches du matériau enroulé de se coller les unes aux autres durant le transport du matériau et son stockage, et qui le protège de la pollution externe.In an automated patch draping process, the strips of composite material are first supplied in roll form. The composite material is covered, at least on one of its faces, with a protective veil, also called a separator, which may or may not be plasticized, which prevents the layers of the rolled material from sticking to each other during transport of the material. material and its storage, and which protects it from external pollution.
Un tel procédé de drapage est mis en œuvre par une installation de fabrication de pièces découpées dans des bandes. Cette installation comporte en premier lieu, une bobine de dévidage d’un rouleau d’une bande en matériau composite, recouverte sur au moins une de ses faces du voile.Such a draping process is implemented by an installation for manufacturing parts cut from strips. This installation firstly comprises a reel for unwinding a roll of a strip of composite material, covered on at least one of its faces with the veil.
L’installation comporte en second lieu un dispositif d’acheminement selon une direction longitudinale qui est apte à convoyer la bande depuis le rouleau jusqu’à une zone de récupération. Au-dessus ou au-dessous de ce dispositif d’acheminement est disposé en troisième lieu un dispositif de découpe, qui comporte un outil de découpe permettant de découper dans la bande des pièces de formes déterminées ou « patchs », pendant le convoyage de la bande.The installation secondly comprises a conveying device in a longitudinal direction which is capable of conveying the strip from the roller to a recovery zone. Above or below this conveying device is placed in the third place a cutting device, which comprises a cutting tool making it possible to cut parts of determined shapes or "patches" from the strip, during the conveying of the band.
Au niveau de la zone de récupération se trouve en quatrième lieu un dispositif d’évacuation des pièces découpées, qui permet d’évacuer les pièces découpées, par exemple de manière connue un dispositif de préhension par dépression.At the level of the recovery zone there is fourthly a device for evacuating the cut parts, which makes it possible to evacuate the cut parts, for example in a known manner a vacuum gripping device.
Un tel système comporte aussi un dispositif de séparation de la bande et du voile, placé en amont ou en aval du dispositif de découpe, qui comporte au moins une bobine de réception apte à recevoir en enroulement le voile séparé de la bande.Such a system also includes a device for separating the strip and the web, placed upstream or downstream of the cutting device, which comprises at least one receiving reel capable of receiving in winding the web separated from the strip.
Pour l’essentiel, un telle installation assure donc les fonctions de déroulement de la bande en bobine, de découpe aux bonnes cotes de la bande sous forme de patchs, de séparation du voile, de convoyage de la bande de convoyage des patchs dépourvus du voile jusqu’à la zone de récupération, et d’évacuation des patchs dans la zone de récupération.Essentially, such an installation therefore ensures the functions of unwinding the strip into a reel, cutting the strip to the correct dimensions in the form of patches, separating the web, conveying the conveyor belt of the patches devoid of the web to the recovery zone, and evacuation of the patches in the recovery zone.
Selon que le dispositif de séparation est placé avant ou après le dispositif de découpe, plusieurs configurations sont connues de l’état de la technique.Depending on whether the separation device is placed before or after the cutting device, several configurations are known from the state of the art.
Selon une première configuration connue d’une installation de fabrication, une bobine de dévidage délivre une bande de tissu pré-imprégné au dispositif d’acheminement, jusqu’au dispositif de découpe. Le tissu est maintenu en tension sans support sur le voile dans une partie amont du dispositif d’acheminement. L’outil de découpe, qu’il soit mécanique ou thermique, comme par exemple un outil de découpe laser, coupe le tissu pré-imprégné tout en conservant partiellement le voile avec le tissu, le tissu reposant sur ce voile. Puis, le dispositif de séparation par pelage sépare le tissu pré-imprégné prédécoupé en patch du voile . Le patch de tissu pré-imprégné est alors pris en charge par une autre partie du dispositif d’acheminement jusqu’à la zone de récupération tandis que le dispositif de séparation enroule le voile sur une bobine de récupération.According to a first known configuration of a manufacturing installation, an unwinding reel delivers a strip of pre-impregnated fabric to the conveying device, up to the cutting device. The fabric is held in tension without support on the web in an upstream part of the conveying device. The cutting tool, whether mechanical or thermal, such as a laser cutting tool, cuts the pre-impregnated fabric while partially retaining the web with the fabric, the fabric resting on this web. Then, the peel separation device separates the pre-impregnated fabric pre-cut into a patch from the veil. The patch of pre-impregnated fabric is then supported by another part of the conveying device to the recovery area while the separation device winds the web onto a recovery reel.
Cette conception présente l’inconvénient d’imposer des contraintes quant aux caractéristiques du voile. En effet, celui-ci servant de support au voile pendant la découpe, il ne doit donc pas être entièrement découpé avec le patch.This design has the disadvantage of imposing constraints on the characteristics of the veil. In fact, this serves as a support for the veil during cutting, so it should not be entirely cut with the patch.
L’épaisseur et la nature du voile sont donc conditionnées par la précision de l’outil de découpe et sa nature.The thickness and nature of the veil are therefore conditioned by the precision of the cutting tool and its nature.
Cette conception impose par ailleurs une certaine complexité du dispositif de découpe afin qu’il découpe entièrement le tissu sous forme de patch tout en ne coupant pas entièrement le voile afin qu’il puisse continuer de servir de support au tissu pré-imprégné.This design also requires a certain complexity of the cutting device so that it completely cuts the fabric in the form of a patch while not completely cutting the web so that it can continue to serve as a support for the pre-impregnated fabric.
Dans le cas d’une découpe telle que celle-ci effectuée sans support, cette conception présente en outre l’inconvénient d’une certaine complexité de mise en œuvre, car elle nécessite un dispositif de mise sous tension longitudinale apte à tendre suffisamment le tissu pré-imprégné pour lui garder une bonne planéité pendant la découpe sans toutefois risquer de déchirer le tissu restant une fois la découpe effectuée.In the case of a cut such as this carried out without support, this design also has the disadvantage of a certain complexity of implementation, because it requires a longitudinal tensioning device capable of sufficiently tensioning the fabric pre-impregnated to maintain good flatness during cutting without risking tearing the remaining fabric once cutting has been carried out.
Cette conception impose par ailleurs aussi une certaine complexité du dispositif de séparation afin qu’il puisse ôter le voile partiellement entaillé sans le déchirer.This design also requires a certain complexity of the separation device so that it can remove the partially cut veil without tearing it.
Selon une seconde configuration connue d’une installation de fabrication, la bobine de dévidage délivre une bande de tissu pré-imprégné au dispositif d’acheminement jusqu’au dispositif de découpe en même temps que le dispositif de séparation, placé avant le dispositif de découpe, sépare par pelage le tissu pré-imprégné du voile qui est alors enroulé sur une bobine de séparation. Le tissu est maintenu en tension sans support sur le voile dans une partie amont du dispositif d’acheminement.According to a second known configuration of a manufacturing installation, the unwinding reel delivers a strip of pre-impregnated fabric to the conveying device to the cutting device at the same time as the separation device, placed before the cutting device , separates the pre-impregnated fabric from the veil by peeling, which is then wound on a separation reel. The fabric is held in tension without support on the web in an upstream part of the conveying device.
Cette conception présente l’inconvénient d’imposer des contraintes quant aux caractéristiques d’acheminement et de découpe de la bande de tissu afin qu’elle atteigne la zone de séparation, car c’est ce matériau qui reprend tous les efforts de traction, étant donné qu’il n’est pas maintenu par un voile.This design has the disadvantage of imposing constraints on the routing and cutting characteristics of the strip of fabric so that it reaches the separation zone, because it is this material which takes up all the tensile forces, being given that it is not held by a veil.
En variante, selon un troisième état de la technique, le tissu pré-imprégné peut ne pas être tendu mais reposer sur un seul tapis qui s’étend sous le dispositif de découpe et y être découpé.Alternatively, according to a third state of the art, the pre-impregnated fabric may not be stretched but rest on a single mat which extends under the cutting device and be cut there.
Cette conception présente quant à elle l’inconvénient d’un risque élevé de pollution des patchs découpés dans la bande lorsque ceux-ci reposent sur le tapis qui sert de support de coupe lors de la découpe, aussi appelé « martyr », car si le martyr est entaillé par l’outil de découpe, il peut polluer le patch.This design has the disadvantage of a high risk of pollution of the patches cut from the strip when they rest on the mat which serves as a cutting support during cutting, also called "martyr", because if the martyr is cut by the cutting tool, it can pollute the patch.
Il existe donc d’une manière générale un réel besoin pour une installation de fabrication permettant de découper une bande de matériau composte en l’absence de martyr pouvant polluer le matériau composite tout en s’affranchissant de systèmes complexes de mise sous tension de la bande.There is therefore generally a real need for a manufacturing installation making it possible to cut a strip of compost material in the absence of martyrs which could pollute the composite material while avoiding complex systems for tensioning the strip. .
L’invention satisfait au besoin précité et remédie aux inconvénients précités en proposant une installation de fabrication permettant une découpe sans support de la bande de matériau composite sous forme de patchs en limitant, voire en supprimant, la mise en tension longitudinale de la bande.The invention satisfies the aforementioned need and remedies the aforementioned drawbacks by proposing a manufacturing installation allowing cutting without support of the strip of composite material in the form of patches by limiting, or even eliminating, the longitudinal tensioning of the strip.
Dans ce but, l’invention propose une installation de fabrication de pièces découpées dans des bandes en matériau composite, comportant :For this purpose, the invention proposes an installation for manufacturing parts cut from strips of composite material, comprising:
- une bobine de dévidage d’une bande en matériau composite, au moins une face de ladite bande étant recouverte d’au moins un voile,- a reel for unwinding a strip of composite material, at least one face of said strip being covered with at least one veil,
- un dispositif d’acheminement selon une direction longitudinale apte à convoyer ladite bande depuis le rouleau jusqu’à une zone de récupération,- a conveying device in a longitudinal direction capable of conveying said strip from the roller to a recovery zone,
- un dispositif de découpe, placé au-dessus ou au-dessous du dispositif d’acheminement, comportant un outil de découpe apte à découper dans ladite bande des pièces de formes déterminées, pendant le convoyage de la bande,- a cutting device, placed above or below the conveying device, comprising a cutting tool capable of cutting parts of determined shapes from said strip, during the conveying of the strip,
- un dispositif d’évacuation des pièces découpées, placé au-dessus de la zone de récupération, et- a device for evacuating cut parts, placed above the recovery zone, and
- au moins un dispositif de séparation de la bande et de l’au moins un voile, comportant au moins une bobine de réception apte à recevoir en enroulement ledit au moins voile, le dispositif de séparation étant agencé avant le dispositif de découpe,- at least one device for separating the strip and the at least one web, comprising at least one receiving reel capable of receiving said at least web in winding, the separation device being arranged before the cutting device,
caractérisé en ce que le dispositif d’acheminement comporte au moins un interstice enjambé longitudinalement par la bande, le tissu étant en appui sur ledit dispositif d’acheminement de part et d’autre dudit interstice, et en ce que l’outil de découpe est configuré pour couper la bande au droit dudit interstice.characterized in that the conveying device comprises at least one gap spanned longitudinally by the strip, the fabric being supported on said conveying device on either side of said gap, and in that the cutting tool is configured to cut the strip at the right of said gap.
L’installation l’invention permet de réaliser avantageusement la découpe d’une bande sans support au-dessus de l’interstice, et par conséquent sans risque de pollution de la bande. En outre, la bande étant en appui sur le dispositif d’acheminement de part et d’autre de l’interstice, il n’est pas nécessaire de la soumettre à une quelconque tension.The installation of the invention makes it possible to advantageously cut a strip without support above the gap, and therefore without risk of pollution of the strip. In addition, the strip being supported on the conveying device on either side of the gap, it is not necessary to subject it to any tension.
Selon d’autres caractéristiques de l’installation :According to other characteristics of the installation:
- le dispositif d’acheminement comporte un tapis roulant horizontal crénelé comportant des créneaux transversaux sur lesquels repose la bande, et les créneaux successifs délimitent longitudinalement deux à deux autant d’interstices,- the conveying device comprises a horizontal crenellated conveyor belt comprising transverse slots on which the belt rests, and the successive slots delimit longitudinally two by two as many interstices,
- le système de découpe comporte un moyen de déplacement de l’outil de découpe qui est mobile au-dessus du tapis selon la direction longitudinale, et un mouvement dudit moyen de déplacement est asservi au mouvement du tapis,- the cutting system comprises means for moving the cutting tool which is movable above the belt in the longitudinal direction, and a movement of said movement means is controlled by the movement of the belt,
- le système de découpe comporte un dispositif de recalage de l’outil par rapport à l’interstice entre deux créneaux transversaux du tapis situés sous l’outil de découpe,- the cutting system includes a device for adjusting the tool in relation to the gap between two transverse slots in the belt located under the cutting tool,
- le dispositif d’acheminement comporte un tapis roulant amont horizontal et un tapis roulant aval horizontal qui est agencé en contrebas du tapis amont, lesdits tapis délimitant entre eux ledit au moins un interstice,- the conveying device comprises a horizontal upstream conveyor belt and a horizontal downstream conveyor belt which is arranged below the upstream belt, said belts delimiting said at least one gap between them,
- le dispositif d’acheminement comporte deux tapis roulants amont et aval horizontaux alignés, qui délimitent entre eux un intervalle recevant une paire de patins de glissement qui délimitent entre eux ledit au moins un interstice,- the conveying device comprises two aligned horizontal upstream and downstream conveyor belts, which delimit between them an interval receiving a pair of sliding pads which delimit between them said at least one gap,
- le dispositif d’acheminement comporte un tapis roulant amont incliné selon une pente descendante et une tôle de récupération aval, également inclinée selon une pente descendante, ladite tôle étant munie d’une butée inférieure et formant la zone de récupération, ledit tapis et ladite tôle délimitant entre eux ledit au moins un interstice,- the conveying device comprises an upstream conveyor belt inclined along a downward slope and a downstream recovery sheet, also inclined along a downward slope, said sheet being provided with a lower stop and forming the recovery zone, said belt and said sheet delimiting said at least one gap between them,
- le système de découpe comporte au moins un dispositif escamotable de pincement de la bande sur le dispositif d’acheminement qui est configuré pour immobiliser ladite bande par rapport au dispositif d’acheminement,- the cutting system comprises at least one retractable device for pinching the strip on the conveying device which is configured to immobilize said strip relative to the conveying device,
- le dispositif escamotable de pincement du tissu comporte au moins une mâchoire pinçant la bande sur au moins un tapis,- the retractable fabric pinching device comprises at least one jaw pinching the strip on at least one carpet,
- le système de découpe comporte au moins, en aval du dispositif de découpe, une paire de guides agencés de part et d’autre de la bande pour la guider vers la zone de récupération,- the cutting system comprises at least, downstream of the cutting device, a pair of guides arranged on either side of the strip to guide it towards the recovery zone,
L’invention concerne aussi un procédé de découpe d’une bande en matériau composite à l’aide d’une installation du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte :The invention also relates to a method for cutting a strip of composite material using an installation of the type described above, characterized in that it comprises:
- une première étape au cours de laquelle on amorce la séparation de la bande et de l’au moins un voile et on amorce l’enroulement dudit au moins un voile autour de la bobine de réception,- a first step during which we begin the separation of the strip and the at least one web and we begin the winding of said at least one web around the receiving reel,
- une deuxième étape au cours de laquelle on commande un avancement du dispositif d’acheminement jusqu’à ce que la bande occupe une position sur ledit dispositif correspondant à la découpe à réaliser au-droit dudit au moins un interstice,- a second step during which an advancement of the conveying device is controlled until the strip occupies a position on said device corresponding to the cut to be made to the right of said at least one gap,
- une troisième étape au cours de laquelle on commande l’outil de découpe pour qu’il découpe la bande,- a third step during which the cutting tool is controlled so that it cuts the strip,
- une quatrième étape au cours de laquelle la bande comprenant la pièce découpée parvient à la zone de récupération, et- a fourth step during which the strip comprising the cut part reaches the recovery zone, and
- une cinquième étape au cours de laquelle on commande le dispositif d’évacuation pour prélever la pièce découpée.- a fifth step during which the evacuation device is controlled to remove the cut part.
Selon un premier mode de réalisation de ce procédé, celui-ci comporte, entre les deuxième et troisième étapes, une étape intermédiaire au cours de laquelle on commande un arrêt du dispositif d’acheminement, et, au cours de la quatrième étape on commande à nouveau l’avancement du dispositif d’avancement pour que la bande parvienne à la zone de récupération.According to a first embodiment of this method, it comprises, between the second and third steps, an intermediate step during which a stopping of the conveying device is ordered, and, during the fourth step, a stop is ordered to the advancement of the advancement device again so that the strip reaches the recovery zone.
Selon un deuxième mode de réalisation de procédé, celui-ci comporte, entre les deuxième et troisième étapes, une étape intermédiaire au cours de laquelle on commande un arrêt du dispositif d’acheminement, et, au cours de la quatrième étape on laisse la bande parvenir par gravité jusqu’à la butée inférieure de la tôle de récupération.According to a second embodiment of the method, it comprises, between the second and third steps, an intermediate step during which a stopping of the conveying device is ordered, and, during the fourth step, the strip is left reach by gravity to the lower stop of the recovery plate.
Selon un troisième mode de réalisation de procédé, au cours de la troisième étape, on maintient l’avancement du dispositif d’acheminement et on commande le moyen de déplacement de l’outil de découpe pour que ledit outil de découpe demeure au-droit dudit au moins un interstice en accompagnant l’avancement du tapis roulant crénelé, pour qu’il découpe la bande avant que la bande ne parvienne à la zone de récupération,According to a third method embodiment, during the third step, the advancement of the conveying device is maintained and the means for moving the cutting tool are controlled so that said cutting tool remains at the right of said at least one gap accompanying the advancement of the notched treadmill, so that it cuts the strip before the strip reaches the recovery zone,
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during reading of the detailed description which follows, for the understanding of which we will refer to the appended drawings in which:
On a représenté aux figures 1 à 3 des installations 10 conventionnelles de fabrication de pièces découpées dans des bandes en matériau composite.Figures 1 to 3 show conventional installations 10 for manufacturing parts cut from strips of composite material.
De manière connue, chaque installation 10 comporte à l’amont une bobine de dévidage 12 d’un rouleau 14 d’une bande en matériau composite 16 dont au moins une face est recouverte d’un voile 18 aussi appelé « séparateur ». Ce matériau peut être un tissu ou un intissé, sec ou pré-imprégné. Le voile 18 peut être plastifié ou non. Dans la suite de la présente description, on considère une bande 16 recouverte d’un voile sur une seule de ses faces mais il sera compris sans limitation de l’invention qu’elle pourrait être recouverte d’un voile que chacune de ses faces.In known manner, each installation 10 comprises upstream a reel 12 for unwinding a roll 14 of a strip of composite material 16 of which at least one face is covered with a veil 18 also called "separator". This material can be a fabric or non-woven, dry or pre-impregnated. The veil 18 can be plasticized or not. In the remainder of this description, we consider a strip 16 covered with a veil on only one of its faces but it will be understood without limitation of the invention that it could be covered with a veil on each of its faces.
Chaque système de découpe 10 comporte un dispositif d’acheminement 20, permettant le convoyage de la bande 16 selon une direction longitudinale L, qui est apte à emmener la bande 16 depuis le rouleau 14 jusqu’à une zone de récupération 22.Each cutting system 10 comprises a conveying device 20, allowing the conveying of the strip 16 in a longitudinal direction L, which is capable of taking the strip 16 from the roller 14 to a recovery zone 22.
Le système 10 comporte un dispositif de découpe 24, placé au-dessus du dispositif d’acheminement 20, qui comporte un outil de découpe 26 apte à découper dans la bande 16 des pièces 28 de formes déterminées ou « patchs », pendant le convoyage de la bande 16.The system 10 comprises a cutting device 24, placed above the conveying device 20, which comprises a cutting tool 26 capable of cutting from the strip 16 parts 28 of determined shapes or "patches", during the conveying of band 16.
Au-dessus de la zone de récupération 22, le système 10 peut également comporter un dispositif d’évacuation 30 des pièces découpées 28, par exemple un dispositif 30 de préhension par dépression.Above the recovery zone 22, the system 10 may also include a device 30 for evacuating the cut parts 28, for example a vacuum gripping device 30.
Dans chacun des exemples des figures 1 à 3, les pièces découpées 28 ou « patchs » doivent, avant leur utilisation, être dépourvues du voile 18. Pour cela, le système 10 comporte un dispositif 32 de séparation de la bande 16 et du voile 18 qui peut être placé avant ou après le dispositif de découpe 24. Ce dispositif 32 comporte généralement un moyen de pelage (non représenté) et au moins une bobine de réception 34 apte à recevoir en enroulement le voile 18.In each of the examples of Figures 1 to 3, the cut pieces 28 or “patches” must, before their use, be free of the veil 18. For this, the system 10 comprises a device 32 for separating the strip 16 and the veil 18 which can be placed before or after the cutting device 24. This device 32 generally comprises a peeling means (not shown) and at least one receiving spool 34 capable of receiving the veil 18 in winding.
Dans un premier état de la technique qui a été représenté à la
Cette conception impose des contraintes quant aux caractéristiques du voile 18. En effet, celui-ci servant de support à la bande 16 pendant la découpe, il ne doit donc pas être entièrement découpé sous forme de patch par l’outil 26. L’épaisseur et la nature du voile 18 sont donc conditionnées par la précision de l’outil de découpe 26 et sa nature.This design imposes constraints on the characteristics of the web 18. In fact, this serves as a support for the strip 16 during cutting, it must therefore not be entirely cut in the form of a patch by the tool 26. The thickness and the nature of the web 18 are therefore conditioned by the precision of the cutting tool 26 and its nature.
Puis, le dispositif de séparation par pelage sépare la bande prédécoupée en patch du voile. Le patch de tissu pré-imprégné découpé dans la bande est alors pris en charge par un autre partie du dispositif d’acheminement jusqu’à la zone de récupération tandis que le dispositif de séparation enroule le voile sur une bobine de réception 34.Then, the peel separation device separates the pre-cut patch strip from the web. The patch of pre-impregnated fabric cut from the strip is then supported by another part of the conveying device to the recovery zone while the separation device winds the web onto a receiving reel 34.
Les patchs sont acheminés par le tapis aval 36 du dispositif d’acheminement 20 dans la zone de récupération 22.The patches are conveyed by the downstream belt 36 of the conveying device 20 into the recovery zone 22.
Cette conception impose une certaine complexité du dispositif de découpe afin qu’il découpe entièrement la bande de tissu 16 pré-imprégné tout en ne coupant pas entièrement le voile 18 de manière qu’il puisse continuer de servir de support au tissu pré-imprégné.This design imposes a certain complexity on the cutting device so that it completely cuts the strip of pre-impregnated fabric 16 while not completely cutting the web 18 so that it can continue to serve as a support for the pre-impregnated fabric.
Une telle découpe présente l’inconvénient d’une certaine complexité de mise en œuvre, car elle nécessite un dispositif de mise sous tension longitudinale apte à tendre suffisamment la bande 16 pour lui garder une bonne planéité pendant la découpe sans toutefois risquer de déchirer la bande 16 restante une fois la découpe effectuée.Such cutting has the disadvantage of a certain complexity of implementation, because it requires a longitudinal tensioning device capable of stretching the strip 16 sufficiently to maintain good flatness during cutting without however risking tearing the strip. 16 remaining once the cut is made.
Cette conception impose par ailleurs aussi une certaine complexité du dispositif de séparation afin qu’il puisse ôter le voile 18 partiellement entaillé sans le déchirer.This design also imposes a certain complexity on the separation device so that it can remove the partially cut veil 18 without tearing it.
Selon une seconde configuration connue d’une installation 10, qui a été représentée à la
Comme précédemment, une telle découpe présente l’inconvénient d’une certaine complexité de mise en œuvre, car elle nécessite un dispositif de mise sous tension longitudinale apte à tendre suffisamment la bande 16 pour lui garder une bonne planéité pendant la découpe sans toutefois risquer de déchirer la bande restante une fois la découpe effectuée.As previously, such cutting has the disadvantage of a certain complexity of implementation, because it requires a longitudinal tensioning device capable of sufficiently tensioning the strip 16 to maintain good flatness during cutting without however risking damage. Tear off the remaining strip after cutting.
En variante, selon un troisième état de la technique connu qui a été représenté à la
Cette conception présente alors l’inconvénient d’un risque élevé du pollution des patchs issus de la bande 16 lorsque ceux-ci reposent sur le tapis 36 qui sert de support de coupe ou « martyr » lors de la découpe, car si le martyr est entaillé par l’outil de découpe 26, il peut polluer le patch 28.This design then presents the disadvantage of a high risk of pollution of the patches from the strip 16 when they rest on the mat 36 which serves as a cutting support or "martyr" during cutting, because if the martyr is cut by the cutting tool 26, it can pollute the patch 28.
Dans le cas d’une découpe sans support, cette conception présente en outre l’inconvénient d’une certaine complexité de mise en œuvre, car elle nécessite un dispositif de mise sous tension longitudinale apte à tendre suffisamment la bande 16 pour lui garder une bonne planéité pendant la découpe sans toutefois risquer de déchirer la bande restante une fois la découpe effectuée.In the case of cutting without support, this design also has the disadvantage of a certain complexity of implementation, because it requires a longitudinal tensioning device capable of sufficiently tensioning the strip 16 to maintain good grip. flatness during cutting without risking tearing the remaining strip once cutting is carried out.
Il existe donc un réel besoin pour une installation 10 de fabrication de pièces découpées dans des bandes 16 en matériau composite permettant de découper la bande 16 en l’absence de martyr pouvant polluer le matériau composite tout en s’affranchissant d’un quelconque système de mise sous tension de la bande 16.There is therefore a real need for an installation 10 for manufacturing parts cut from strips 16 of composite material making it possible to cut the strip 16 in the absence of any martyr which could pollute the composite material while avoiding any system of powering up band 16.
L’invention satisfait au besoin précité et remédie aux inconvénients précités en proposant une installation 10 du type décrit précédemment permettant la découpe de la bande 16 sans support en l’absence du voile 18.The invention satisfies the aforementioned need and remedies the aforementioned drawbacks by proposing an installation 10 of the type described above allowing the cutting of the strip 16 without support in the absence of the veil 18.
Dans ce but, comme l’illustrent les figures 4 à 10, l’invention propose une installation 10 du type décrit précédemment dont le dispositif de séparation 32 est agencé avant le dispositif de découpe 24 et qui est caractérisé en ce que le dispositif d’acheminement 20 comporte au moins un interstice 40 enjambé longitudinalement par le tissu 16, le tissu 16 étant en appui sur ledit dispositif d’acheminement 20 de part et d’autre dudit interstice 40, l’outil de découpe 26 étant configuré pour couper le tissu 16 au droit dudit interstice, pour effectuer une découpe localement sans support.For this purpose, as illustrated in Figures 4 to 10, the invention proposes an installation 10 of the type described previously, the separation device 32 of which is arranged before the cutting device 24 and which is characterized in that the separation device routing 20 comprises at least one gap 40 spanned longitudinally by the fabric 16, the fabric 16 being supported on said conveying device 20 on either side of said gap 40, the cutting tool 26 being configured to cut the fabric 16 to the right of said gap, to carry out a cut locally without support.
Cette configuration est particulièrement avantageuse, car, en l’absence de voile 18 ou séparateur, on élimine tout risque de pollution de la bande 16 par le séparateur. De plus, la bande 16 reposant sur deux appuis situés de part et d’autre de l’interstice 40, on s’affranchit de la nécessité de mise en place d’un système de mise sous tension de la bande 16 selon la direction longitudinale et on élimine les risques de déchirure de la bande 16 avant la découpe ou de la bande restante après la découpe du patch.This configuration is particularly advantageous because, in the absence of veil 18 or separator, any risk of pollution of the strip 16 by the separator is eliminated. In addition, the strip 16 resting on two supports located on either side of the gap 40, there is no need to install a system for tensioning the strip 16 in the longitudinal direction. and the risk of tearing the strip 16 before cutting or the remaining strip after cutting the patch is eliminated.
Ainsi, d’une manière générale comme l’illustrent les figures 11 et 12, un procédé de fabrication à l’aide d’une telle installation 10 de découpe comporte une première étape ET1 au cours de laquelle on amorce la séparation de la bande 16 et du voile 18 dans le dispositif 32 de séparation et on amorce l’enroulement du voile 18 autour de la bobine 34 de réception, Puis, au cours d’une deuxième étape ET2, on commande un avancement du dispositif d’acheminement 20 jusqu’à ce que la bande 16 occupe une position sur ledit dispositif 20 correspondant à la découpe à réaliser au-droit de l’interstice 40. Au cours d’une troisième étape ET3, on commande l’outil de découpe 26 pour qu’il découpe la bande 16 au contour voulu du patch 28. La pièce de tissu découpée ou patch 28 parvient alors au cours d’une quatrième étape ET4 dans la zone de récupération 22, d’où elle est prélevée au cours d’une cinquième étape ET5 par le dispositif d’évacuation 30 pour prélever la pièce découpée 28.Thus, generally as illustrated in Figures 11 and 12, a manufacturing process using such a cutting installation 10 comprises a first step ET1 during which the separation of the strip 16 is initiated. and of the web 18 in the separation device 32 and we begin the winding of the web 18 around the receiving coil 34, Then, during a second step ET2, we control an advancement of the conveying device 20 until so that the strip 16 occupies a position on said device 20 corresponding to the cutting to be made to the right of the gap 40. During a third step ET3, the cutting tool 26 is controlled so that it cuts the strip 16 to the desired contour of the patch 28. The cut piece of fabric or patch 28 then arrives during a fourth step ET4 in the recovery zone 22, from where it is taken during a fifth step ET5 by the evacuation device 30 to remove the cut piece 28.
Plusieurs configurations peuvent être envisagées selon ce principe général.Several configurations can be considered according to this general principle.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention qui a été représenté à la
Avantageusement, dans ce premier mode de réalisation de l’invention, comme l’illustre les figures 4 et 11, la découpe peut être réalisée au-dessus de la bande 16 sans interrompre le convoiement de la bande 16 par le tapis 36. A cet effet, le système comporte un moyen de déplacement 44 de l’outil de découpe 26, par exemple une glissière motorisée, qui est mobile au-dessus du tapis 36 selon la direction longitudinale L. Le mouvement du moyen de déplacement 44 est asservi au mouvement du tapis 36 pour permettre un déplacement simultané de l’outil 26 avec le tapis 36 de manière à ce qu’il demeure au-dessus de l’interstice 40.Advantageously, in this first embodiment of the invention, as illustrated in Figures 4 and 11, the cutting can be carried out above the strip 16 without interrupting the conveying of the strip 16 by the belt 36. At this Indeed, the system comprises a means of movement 44 of the cutting tool 26, for example a motorized slide, which is movable above the belt 36 in the longitudinal direction L. The movement of the movement means 44 is slaved to the movement of the belt 36 to allow simultaneous movement of the tool 26 with the belt 36 so that it remains above the gap 40.
Le système de découpe 10 comporte en outre un dispositif de recalage de l’outil 26 par rapport à l’interstice 40 entre deux créneaux 42 du tapis situés sous l’outil de découpe 26. Ce dispositif de recalage, associé au moyen de déplacement 44 permet de garantir la position de l’outil 26 entre deux créneaux 42.The cutting system 10 further comprises a device for adjusting the tool 26 relative to the gap 40 between two slots 42 of the belt located under the cutting tool 26. This adjustment device, associated with the movement means 44 makes it possible to guarantee the position of the tool 26 between two slots 42.
Ainsi, pour ce mode de réalisation, au cours de la troisième étape ET3, on maintient l’avancement du dispositif d’acheminement 20 en continuant à commander l’avancée du tapis 36 et on commande le moyen 44 de déplacement de l’outil 26 de découpe pour que l’outil de découpe 26 demeure au-droit de l’interstice en accompagnant l’avancement du tapis roulant crénelé 36, ce qui permet de découper la bande 16 avant qu’elle ne parvienne à la zone de récupération 22, et ce, sans interrompre le mouvement du tapis 36. Les étapes ET2 et ET3 sont donc simultanées. Dans la zone de récupération, le dispositif d’évacuation 30 a été représenté sur les figures comme un dispositif 30 de préhension à dépression, mais il sera compris que cette disposition n’est pas limitative de l’invention.Thus, for this embodiment, during the third step ET3, the advancement of the conveying device 20 is maintained by continuing to control the advancement of the belt 36 and the means 44 for moving the tool 26 are controlled. cutting so that the cutting tool 26 remains at the right of the gap while accompanying the advancement of the notched conveyor belt 36, which makes it possible to cut the strip 16 before it reaches the recovery zone 22, and this, without interrupting the movement of the belt 36. Steps ET2 and ET3 are therefore simultaneous. In the recovery zone, the evacuation device 30 has been shown in the figures as a vacuum gripping device 30, but it will be understood that this arrangement is not limiting to the invention.
Selon un second mode de réalisation de l’invention qui a été représenté aux figures 5 et 6, le dispositif d’acheminement comporte un tapis roulant amont horizontal 46 et un tapis roulant aval horizontal 36 qui est agencé en contrebas du tapis amont 46. Ces deux tapis 36, 46 délimitent entre eux l’interstice 40. Comme l’illustre la
La zone de récupération 22 peut être placée sur le tapis aval 36. En variante, la zone de récupération 22 pourrait être placée en aval du tapis aval 36, sur une tôle de récupération.The recovery zone 22 can be placed on the downstream belt 36. Alternatively, the recovery zone 22 could be placed downstream of the downstream belt 36, on a recovery sheet.
Ainsi, pour ce mode de réalisation, comme on peut le voir à la
Cette configuration est plus simple que la précédente car elle ne nécessite pas de déplacer l’outil de coupe 26 avec le dispositif d’acheminement 20, mais elle impose en revanche un arrêt du dispositif d’acheminement 20.This configuration is simpler than the previous one because it does not require moving the cutting tool 26 with the routing device 20, but it does require stopping the routing device 20.
Selon un troisième mode de réalisation de l’invention qui a été représenté à la
La zone de récupération 22 peut être placée sur le tapis aval 36. En variante, la zone de récupération 22 pourrait être placée en aval du tapis aval 36, sur une tôle de récupération.The recovery zone 22 can be placed on the downstream belt 36. Alternatively, the recovery zone 22 could be placed downstream of the downstream belt 36, on a recovery sheet.
Ainsi, comme pour le deuxième mode de réalisation, le procédé comporte, entre les deuxième et troisième étapes ET2, ET3 une étape intermédiaire ET’2 au cours de laquelle on commande un arrêt du dispositif d’acheminement 20. Une fois la découpe réalisée à l’étape ET3, et cours de la quatrième étape ET4 on commande à nouveau l’avancement du dispositif d’avancement pour que la bande 16 parvienne à la zone de récupération 22. La zone de récupération 22 peut également être placée sur le tapis aval 36.Thus, as for the second embodiment, the method comprises, between the second and third steps ET2, ET3 an intermediate step ET'2 during which a stopping of the conveying device 20 is ordered. Once the cutting has been carried out at step ET3, and during the fourth step ET4 the advancement of the advancement device is again controlled so that the strip 16 reaches the recovery zone 22. The recovery zone 22 can also be placed on the downstream belt 36.
Selon un quatrième mode de réalisation de l’invention qui a été représenté aux figures 7 et 8, le dispositif d’acheminement 20 comporte un tapis roulant amont 46 incliné selon une pente descendante et une tôle de récupération aval 58, également inclinée selon une pente descendante en aval du tapis amont 46. La tôle 58 est munie d’une butée inférieure 60 et forme la zone de récupération 22. Le tapis 56 et la tôle 58 délimitent entre eux l’interstice 40.According to a fourth embodiment of the invention which has been shown in Figures 7 and 8, the conveying device 20 comprises an upstream conveyor belt 46 inclined along a downward slope and a downstream recovery plate 58, also inclined along a slope descending downstream of the upstream belt 46. The sheet 58 is provided with a lower stop 60 and forms the recovery zone 22. The belt 56 and the sheet 58 delimit the gap 40 between them.
Comme l’illustre la
Le patch 28, comme l’illustre la
Dans ce quatrième mode de réalisation, comme l’illustre la
Dans tous les modes de réalisation du système 10 qui ont été décrits précédemment il est possible, comme l’illustre plus particulièrement la
Le système de découpe 10 peut en outre comporter au moins, en aval du dispositif de découpe 24, une paire de guides 66 agencés de part et d’autre de la bande 16 pour le guider vers la zone de récupération 22. Cette configuration a été représentée à la
L’invention permet donc de fiabiliser grandement les opérations de découpe d’un bande 16 de matériau composite en patchs.The invention therefore makes it possible to greatly improve the reliability of the operations of cutting a strip 16 of composite material into patches.
Claims (11)
- une bobine (12) de dévidage d’un rouleau (14) d’une bande en matériau composite (16), au moins une face de ladite bande étant recouverte d’au moins un voile (18),
- un dispositif d’acheminement (20) selon une direction longitudinale (L) apte à convoyer la bande (16) depuis le rouleau (14) jusqu’à une zone (22) de récupération,
- un dispositif (24) de découpe, placé au-dessus ou en dessous du dispositif d’acheminement (20), comportant un outil (26) de découpe apte à découper dans la bande (16) des pièces (28) de formes déterminées, pendant le convoyage de la bande (16),
- un dispositif d’évacuation (30) des pièces découpées, placé au-dessus de la zone de récupération (22), et
- au moins un dispositif (32) de séparation de la bande (16) et de l’au moins un voile (18), comportant au moins une bobine (34) de réception apte à recevoir en enroulement ledit voile (18),
le dispositif (32) de séparation étant agencé avant le dispositif de découpe (24),
caractérisé en ce que le dispositif d’acheminement (20) comporte au moins un interstice (40) enjambé longitudinalement par la bande (16), la bande (16) étant en appui sur ledit dispositif d’acheminement (20) de part et d’autre dudit interstice (40), et en ce que l’outil de découpe (26) est configuré pour couper la bande (16) au droit dudit interstice (40).System (10) for cutting parts from strips of composite material (16), comprising:
- a reel (12) for unwinding a roll (14) of a strip of composite material (16), at least one face of said strip being covered with at least one web (18),
- a conveying device (20) in a longitudinal direction (L) capable of conveying the strip (16) from the roller (14) to a recovery zone (22),
- a cutting device (24), placed above or below the conveying device (20), comprising a cutting tool (26) capable of cutting parts (28) of determined shapes from the strip (16) , during the conveying of the strip (16),
- an evacuation device (30) for cut parts, placed above the recovery zone (22), and
- at least one device (32) for separating the strip (16) and the at least one web (18), comprising at least one receiving reel (34) capable of receiving said web (18) in winding,
the separation device (32) being arranged before the cutting device (24),
characterized in that the conveying device (20) comprises at least one gap (40) spanned longitudinally by the strip (16), the strip (16) resting on said conveying device (20) on both sides other of said gap (40), and in that the cutting tool (26) is configured to cut the strip (16) at the right of said gap (40).
- une première étape (ET1) au cours de laquelle on amorce la séparation de la bande (16) et de l’au moins un voile (18) et on amorce l’enroulement dudit au moins un voile (18) autour de la bobine de réception (34),
- une deuxième étape (ET2) au cours de laquelle on commande un avancement du dispositif d’acheminement (20) jusqu’à ce que la bande (16) occupe une position sur ledit dispositif (20) correspondant à la découpe à réaliser au-droit dudit au moins un interstice (40),
- une troisième étape (ET3) au cours de laquelle on commande l’outil de découpe (26) pour qu’il découpe la bande (16),
- une quatrième étape (ET4) au cours de laquelle la bande (16) comprenant la pièce (28) découpée parvient à la zone de récupération (22), et
- une cinquième étape (ET5) au cours de laquelle on commande le dispositif d’évacuation (30) pour prélever la pièce découpée (28).Method for manufacturing parts cut from strips of composite material using a cutting system (10) according to claim 1, characterized in that it comprises:
- a first step (ET1) during which we begin the separation of the strip (16) and the at least one web (18) and we begin the winding of said at least one web (18) around the reel reception (34),
- a second step (ET2) during which an advancement of the conveying device (20) is controlled until the strip (16) occupies a position on said device (20) corresponding to the cutting to be made au- right of said at least one gap (40),
- a third step (ET3) during which the cutting tool (26) is controlled so that it cuts the strip (16),
- a fourth step (ET4) during which the strip (16) comprising the cut part (28) reaches the recovery zone (22), and
- a fifth step (ET5) during which the evacuation device (30) is controlled to remove the cut part (28).
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|---|---|---|---|
| FR2209389A FR3139750A1 (en) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | SYSTEM FOR CUTTING A STRIP OF COMPOSITE MATERIAL |
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| FR2209389A FR3139750A1 (en) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | SYSTEM FOR CUTTING A STRIP OF COMPOSITE MATERIAL |
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| FR3139750A1 true FR3139750A1 (en) | 2024-03-22 |
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ID=84569560
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2209389A Pending FR3139750A1 (en) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | SYSTEM FOR CUTTING A STRIP OF COMPOSITE MATERIAL |
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| FR (1) | FR3139750A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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