WO2012152936A1 - Panneau composite et son procédé de réalisation - Google Patents

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WO2012152936A1
WO2012152936A1 PCT/EP2012/058828 EP2012058828W WO2012152936A1 WO 2012152936 A1 WO2012152936 A1 WO 2012152936A1 EP 2012058828 W EP2012058828 W EP 2012058828W WO 2012152936 A1 WO2012152936 A1 WO 2012152936A1
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panels
composite panel
core
elementary
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PCT/EP2012/058828
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Vincent MOULIN
Rainer Duchene
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Versaplast
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Definitions

  • the present invention relates to a composite panel, which can especially be used in the production of large surfaces, for example longer than 10 m and with a width of between 1 m and 3 m or between 1 m and 10 m, for a thickness that can to reach ten centimeters.
  • It also relates to a composite panel that can be easily used in the production of objects in three dimensions, having bending or bending or curvature zones.
  • It also relates to a method of producing a composite panel.
  • a panel structure, illustrated in FIG. 1A, is known having a core, or a core, 2 inserted between two layers 4, 6 denominated "skins".
  • a panel structure illustrated in FIG. 1A, is known having a core, or a core, 2 inserted between two layers 4, 6 denominated "skins".
  • a width 1 of about 1 m, and a length L for example between 2 m and 8 m.
  • FIGS. 2A and 2B are very schematically illustrative of the structure of a trailer 10 when stationary.
  • This trailer consists essentially of side panels 12, 12 ', 14, each forming a lateral surface or an upper surface, and the assembly, after assembly, defining the volume within which the goods will be able to be stored.
  • FIG. 2A shows, more precisely, lines 12i, 12 2 , 12 3 , which are the lines along which adjacent panels are assembled to constitute a continuous surface, here the lateral surface 12.
  • brackets 16, 16' After constitution of each of the surfaces 12, 12 ', 14, they are assembled via brackets 16, 16'. This assembly therefore requires the implementation of additional parts, to achieve a structure that is not only flat, but has a three-dimensional constitution.
  • a composite panel structure comprising:
  • a recess or thinning zone or hollow, on both sides of a zone or assembly line and along it, - A reinforcement material strip disposed on said zone or assembly line of a panel with the adjacent panel or panels, in each recess area, or recessed.
  • Such a composite panel may further comprise one or more notches, each being arranged in any direction relative to said strips of material, for example parallel or perpendicular thereto, one or more notches forming one or more zone (s) of folding and allowing folding of the panel in the direction of this or these indentations.
  • a method of manufacturing a composite panel comprising:
  • Each band is thermally fixed, without the addition of glue or adhesion material.
  • Each band is preferably made of a textile material, preferably of the same nature that of skins.
  • Each band is homogeneous, and does not require an injection operation.
  • a recess or thinning zone, or hollow may be obtained by forming a groove in the skin, by removing the material of the latter, over part of its thickness.
  • the core of each of the panels remains substantially constant thickness.
  • a recess or thinning zone can be obtained by the exercise of pressure, on each of the panels to be assembled, for example during a heating operation, the thickness the corresponding portion of the core in, or under, this zone, being reduced relative to neighboring zones that have not undergone said pressure. In this case, there is no removal of material from the skin.
  • Such a method may further comprise the formation of at least one notch, or an area in which material has been removed, in at least one of the panels, in any direction relative to said strips of material, for example parallel or perpendicular thereto, this notch allowing folding of the panel in its direction.
  • This notch or material removal zone can penetrate the core of the panel (s).
  • a folding step according to FIG. at least one of said cuts; in general, a folding will be performed along one or more notch zones.
  • several three-dimensional shapes can be assembled together.
  • a method of manufacturing a composite panel or of producing a three-dimensional shape may further comprise the elimination of a zone of material, for example by cutting, in at least one of the elementary panels, before folding.
  • Burr elimination can be achieved after assembly of the panels.
  • a composite panel as described above may have:
  • a width measured in a direction parallel to the reinforcement material strips, between 0.5 m and 5 m or 10 m
  • a method and / or device as described above may include one or more of the following features.
  • the core of such an elementary composite panel may comprise at least one layer of honeycomb and / or polypropylene foam.
  • the walls or surface skin are for example polypropylene, possibly reinforced with glass or any other type of reinforcement.
  • the structure of an elementary panel may comprise a textile layer, disposed on either side of the core of the panel, and an outer layer of polypropylene, each textile layer being disposed between the core of the panel and a outer layer.
  • the core of such an elementary composite panel may be hybrid, comprising at least two layers of different nature, for example having a first foam layer, a second honeycomb layer, and a third foam layer.
  • Such a composite panel may further comprise outer sheets, for example polypropylene, covering the skins and strips of reinforcing material.
  • the outer surface of the reinforcing strips may be flush with the outer surface of adjacent panels, or protrude or be in elevation relative to this surface.
  • an elementary panel structure which can be used in particular in combination with a method, or with the composite panel structure, which have just been described.
  • Such an elementary panel comprises at least one core and two walls or superficial skins.
  • the core may comprise at least one layer of honeycomb and / or polypropylene foam.
  • the walls or surface skin are for example polypropylene, possibly reinforced with glass or any other type of reinforcement.
  • the structure of an elementary panel may comprise a textile layer disposed on either side of the core of the panel, and an outer layer, for example polypropylene, each textile layer being disposed between the core of the panel and an outer layer.
  • the core of such an elementary panel may be hybrid, having at least two layers of different nature, for example having a first foam layer, a second honeycomb layer, and a third foam layer.
  • Such a composite panel may further comprise outer sheets, for example polypropylene, covering the skins.
  • FIGS. 1A and 1B schematically represent a known panel structure
  • FIGS. 2A and 2B schematically represent a structure of a bodywork element made according to a known technique
  • FIGS. 3A-3C show new structures obtained by assembling elementary panels
  • FIG. 4 also represents a new composite panel structure, obtained by assembling elementary panels
  • FIGS. 5A-5C and 6A-6B represent new structures, obtained by assembling elementary panels, these structures being foldable
  • FIG. 7 represents a new composite panel structure, obtained by assembling elementary panels, this structure being foldable
  • FIGS. 8A-8B show a three-dimensional shape, made with a foldable composite panel (FIG. 8A) and an assembly of two three-dimensional shapes (FIG. 8B),
  • FIGS. 9A-9D make it possible to illustrate the notions of edges, frank or closed, of an elementary panel
  • FIGS. 10A-10D illustrate one way of carrying out the welding of two panels
  • FIGS. 11A-11C illustrate how removal, or deburring, of the excess material can be carried out, after welding
  • FIGS. 12A-12E and 13A-13D illustrate the reinforcement of the welding zones.
  • Figures 14A-14C illustrate elementary panel structures.
  • FIGS. 3A, 3B and 3C Examples of new structures resulting from the assembly of elementary panels are illustrated in FIGS. 3A, 3B and 3C.
  • the plane of the panel or panels will be called a plane extending along one of the outer surfaces of the assembly obtained. This is the plan Oij or a plan parallel to it.
  • the sides of the panel extend in a plane perpendicular to Oij; in particular, the sides assembled according to the assembly zone 28 are in the plane Oik.
  • FIG. 3A represents two panels 21, 23 assembled by an area, or a line, of solder 28 or of heat sealing, each panel comprising a core (or a core) 22i, 223 surrounded on both sides by a skin 24, 26.
  • the weld is made between two sides of each of the panels which are located perpendicularly to the plane of these panels (in the direction indicated above).
  • the panels are assembled edge to edge, without intermediate element between two adjacent edges assembled.
  • the core consists of a honeycomb, the cells of which extend in a direction substantially perpendicular to each of the plans defined by the plane of the panels or the side skins 24, 26. It will be seen later examples of materials that can form the core of each of the panels.
  • each of the skins 24, 26, a notch, or groove, 31, 33 has been made in an area which overlaps the assembly area 28.
  • the depth ⁇ of each of the notches is less than the thickness e of each of the skins, e is for example between 0.3 mm and 5 mm.
  • ⁇ may be between 0.1e and 0.7e, and is preferably substantially equal to or equal to 0.5e.
  • Each notch has a width ⁇ substantially between 10 mm and 100 mm, for example 40 mm, and is disposed substantially symmetrically on either side of a plane P defined by the assembly zone 28 of the two panels.
  • Each notch is in a direction perpendicular to each of Figures 3A and 3B, along each of the assembled sides of each of the panels.
  • a reinforcing strip 32, 34 In each notch is positioned a reinforcing strip 32, 34, whose outer surface is flush with the outer surface of the corresponding skin 24, 26 in which it is made.
  • the outer surface of each reinforcing strip protrudes above the outer surface of the corresponding skin 24, 26.
  • FIG. 3B represents a case where the panels used are of the closed structure type.
  • the difference between the structure of FIG. 3A and that of FIG. 3B therefore lies in the presence, in the latter, with edges 36, 38, on either side of the weld zone 28, because the panels are of "closed" edge type (this type of structure will be described in more detail, later on, in connection with Figs. 9A-9D), while the panels of Fig. 3A have sharp edges.
  • these references designating identical elements.
  • each of the skins remains flat, as well as the inner surface, which is in contact with, or which is turned towards, soul 22i, 22 3 .
  • the thickness of the latter also remains substantially constant, including after positioning of the reinforcing strips 32, 34.
  • FIG. 3C on which numerical references identical to those of FIGS. 3A and 3B designate identical or similar elements, represents a case where there is no groove in the skins 24, 26.
  • Each reinforcement strip is applied. by juxtaposing it on or against the skins 24, 26 not grooved, then by imposing a pressure, perpendicular to the plane Oij of the panels, to the zone in which the reinforcing element is to be inserted. A detailed method of production is described below.
  • the core 22i, 22s is compressed between the two portions of the skins 24, 26 on which the strips 32, 34 are pressed. This also applies to the case of a closed structure panel, like that of Figure 3B.
  • the surface of the skin is curved towards the inside of the corresponding panel.
  • the skin thus has, outside the assembly areas, a first portion 24i, 26i which is flat. It also comprises a transition zone 24 2 , 26 2 to the assembly zone transition zone which is curved towards the inside of the panel. Finally, it comprises a second flat portion 243, 263, but set back relative to the first portion.
  • Either E is the thickness of the core in areas where no reinforcing tape is positioned. Contrary to the case of FIGS. 3A and 3B (where the core then has a constant thickness), the core has, in the zones where the reinforcing strips 32, 34 are positioned, a thickness E ' a ⁇ E a . But, on the other hand, there is no need to eliminate the material of the skins 24, 26.
  • the reinforcement strips 32, 34, of thickness ⁇ have an outer surface which is flush with the outer surface of the corresponding skin 24, 26, then substantially: 2 ⁇ + E ' a 3 ⁇ 4 E a .
  • the outer surface of each reinforcing strip protrudes above the outer surface of the corresponding skin 24, 26.
  • the thickness of the skin then, in each reinforcement block, the thickness material, on both sides of the soul, is about e + ⁇ .
  • e ⁇ , that is to say that the thickness of the reinforcement strip is substantially equal to the thickness of the skin.
  • the thickness of the skin and the reinforcing strip amounts to approximately 1.4 mm.
  • each band will make it possible to reinforce the structure when a tension, as represented diagrammatically in FIG. 3A by arrows arranged on either side of the strips 32, 34, is exerted, due to a movement of one of the panels relative to the other.
  • a tension as represented diagrammatically in FIG. 3A by arrows arranged on either side of the strips 32, 34, is exerted, due to a movement of one of the panels relative to the other.
  • FIG. 4 represents an assembly comprising 4 panels 21, 23, 25, 27, of which 2 of them (21 and 23) are represented over their entire width, while the other two (25 and 27) are only partially represented.
  • reinforcement strips 32, 34 arranged as indicated in FIG. 3C, that is to say without groove, the strips being pressed into the panels by pressure.
  • FIG. 5A shows an assembly comprising 5 panels 21, 23, 25, 27, 29, 4 of which are represented over their entire width, while the other two (29 and 27) are only partially represented.
  • the presence of reinforcement strips, for each assembly line, is clearly visible.
  • 2 of the panels are provided with a set 41 of slots or notches, on either side of the line assembly 28, over the entire length thereof.
  • the assemblies shown all have notches, or grooves, to introduce reinforcing strips. But, again, one can implement a structure such as that of Figure 3C, without notch or groove.
  • slots or notches have a depth, under the outer surface defined by the skin 24, which may be variable, but which may be sufficient to open into the core 22 of the panels.
  • the structure After folding, the structure has substantially the shape shown in Figure 5B.
  • the outer surface of the skin 26 is, in the fold zone, subjected to tensile forces, while the skin 24 is itself subjected to compressive stress.
  • This compressive stress at least partially absorbed by the notches 41: the walls of each notch, which are at a certain distance from each other while facing each other in the rest position (position shown in FIG. 5A ), approach each other during the folding of the structure, which substantially damps the compression.
  • the number, the width, the depth and the shape of these cuts depend on the flexibility of folding which one wish to achieve, and the angle that we want to obtain between the two faces defined by the different panels located on either side of the set of notches.
  • This angle may be between a few degrees, for example 10 ° and 90 °. It may be greater than 90 °, and, for example, less than 160 °, for applications in which a supporting surface S is required, as illustrated in FIG. 5C, in which the panels are shown schematically. 21, 23, 25, 27, 29.
  • the notches 41 are shown in FIGS. 5A-5C, 6A-6B and 7, as being made in the reinforcement zones, and parallel to an assembly line 28. However, these notches can be made in any zone of a panel according to the invention, and in any direction with respect to the assembly areas 28; in particular, these cuts may be parallel or perpendicular to these assembly areas.
  • FIGS. 6A and 6B show enlarged views of the assembly zone 28, with the notches 41 disposed on either side of the latter.
  • the notches have a substantially flat bottom, each notch being of substantially rectangular shape in a plane perpendicular to the plane defined by the whole of the structure and perpendicular to the welding zone 28.
  • each notch has the shape, substantially, of an isosceles triangle or triangle in the same plane, the tip of the triangle being in the mass of the panel.
  • the cuts can therefore have various shapes, all maintaining the function described above when folding one of the 2 panel panels, located on each side of the assembly zone 28, relative to each other.
  • FIG. 7 shows a set of individual panels assembled, with assembly lines identified by the marks 28 1 ⁇ 28 4 .
  • 28i and 283 On either side of 2 of these assembly lines, 28i and 283, have been made sets of notches 41i, 413 which will make it possible to fold on either side of these same lines. It is therefore possible to produce a three-dimensional structure, folded along these folding zones, without the need to assemble panels with other elements, such as, for example, angles 16, 16 'of FIGS. 2A-2B.
  • the shapes 51-54 in broken lines shown in Figure 7 correspond to cuts that can be made in the panels, depending on the use that we will have the structure, after it has been folded. These cuts are preferably made before folding, all the panels are then still in the same plane. It is then possible to produce a folded structure 100 such as that of FIG. 8A, where the folding zones are identified by references 41i, 41 2 : these are zones in which notches had been made as just described. This folded structure can be that of a trailer body.
  • FIG. 9A shows an elementary panel, with its core 22 and its two skins 24, 26.
  • the structure of this panel is said to have a straight edge. This is the structure found in Figure 3A: laterally, the core 22 is accessible and is not covered by any layer of material.
  • FIGS. 9B-9D show the production of another elementary panel structure, called closed-board structure.
  • a lateral part of the core is eliminated, to leave side portions 24 ', 26' of the skins 24, 26 facing each other, without material constituting the core between the two. .
  • Figure 9D we then obtain what is called a panel with closed edges.
  • This structure in which the constituent material of the core 22 is entirely embedded in walls, provides additional rigidity with respect to the free-board structure of Figure 9A.
  • panel structures that can be implemented in the context of the technique described in the present application are now given. But these structures can also be used independently of the processes and structures of composite panels (with reinforcement zones) which are described in the present application.
  • a first example relates to a honeycomb core panel, for example a honeycomb, whose structure is illustrated in Figure 14A.
  • This type of panel includes:
  • alveolar core 22 for example honeycomb, for example polypropylene, whose density for example between 30 kg / m 3 and 500 kg / m 3 ,
  • the dimensions can be for example the following ones (one adopts, in this example and in the following ones, the same notations as in the figures 1A and 1B): Thickness E between 5 and 100 mm; Width 1 between 500 mm and 3000 mm
  • a second example relates to a polypropylene foam core panel (structure illustrated in FIG. 14A), which comprises:
  • 1 core 22 made of polypropylene foam, the density of which for example ranges from 30 kg / m 3 to 500 kg / m 3 ;
  • This panel may be for example the following:
  • a 3rd example relates to a polypropylene panel with a monolithic coating, whose structure is illustrated in Figure 14B, which comprises:
  • - 1 monolithic sheet 124 for example polypropylene
  • honeycomb core 22 for example made of honeycomb, for example polypropylene, the mass of which volume for example between 30 kg / m and 500 kg / m 3 ,
  • each sheet The role of each sheet is to provide additional weight for welding, and / or improved sealing and / or non-slip outer surface ...
  • notches or grooves 31, 33 are made optionally in each of which a reinforcement strip 32, 34 can be inserted, as explained above in connection with Figures 3A and 3B (alternatively, no notches are made, and the reinforcing strips are arranged as explained above in connection with Figure 3C).
  • This panel can be as follows:
  • a 4 th example relates to a mixed or hybrid or complex core-board (eg PP + honeycomb polypropylene foam) whose structure is illustrated in Figure 14C, which comprises:
  • foam for example polypropylene (see above for density),
  • Each of the cores 122, 222 has a thickness which may be for example between 3 mm and 5 mm. These two parts of the core contribute to improved thermal performance, the mechanical strength of the assembly being mainly provided by the central core 22, but also by the reinforcing strips 32, 34, which can be arranged in possible notches or grooves 31, 33. The latter will be made in the textile skins 24,26. In each of these notches can then be inserted a reinforcing strip 32, 34, as explained above in connection with Figures 3A and 3B. If there is no notch, the reinforcing strips are arranged as explained above in connection with Figure 3C.
  • This panel can be as follows:
  • Thickness E between 5 mm and 100 mm
  • Width 1 between 500 mm and 3000 mm
  • notches such as the notches 41 of Figs. 5A-6B are to be made, they are preferably only afterwards after formation of the reinforcements.
  • two panels 21, 23 are welded together, by 2 of their sides, edge to edge, without intermediate element between two adjacent edges to be assembled, by a rise in temperature of each slice of the panels to be welded: for example, it is a lateral portion of each of the panels 21,23 in contact with a heating element 50 (FIGS. 10A and 10B).
  • the two panels of the heating element are then removed: on the edges which have been in contact with the latter, a portion 22i, 22 3 , of the material, constituting the core 22, is now molten.
  • the molten portions are brought into contact with each other (FIG. 10D), then the assembly is cooled.
  • a structure is thus obtained consisting of two panels 21, 23, connected by a welding zone 28, a portion of which may protrude, in the form of burrs 28 1 , 28 3 , on each side of the assembled assembly.
  • FIGS. 11A-11C An operation of deburring the welds (FIGS. 11A-11C) can then be carried out on each side of the structure by means of a tool, for example a bur 52, 54, to remove, on each of the faces, the burr 28i, 28 3 generated by the welding operation (Figs. 11A-11B).
  • a tool for example a bur 52, 54
  • FIG. 11C it is also possible (FIG. 11C), preferably with the same tool 52, 54, a groove 31, 33 in each of the skins, each of these grooves being, as already explained above in connection with the 3A and 3B, centered on the weld 28 and depth which may be for example approximately equal to half a thickness of the skin.
  • a reinforcement of the welds can be obtained by means of one or more strips (preferably one on each face) of textile, as illustrated in FIGS. 12A-12E and as already explained above in connection with FIGS. 3A. -3B or as illustrated in Figures 13A-13E and as already explained above in connection with Figure 3C.
  • This textile band is for example made of polypropylene reinforced with glass fibers.
  • heating elements 50, 50 ' are brought into contact with the grooves 31, 33 which have previously been formed.
  • the heating elements are brought into contact with reinforcing strips 32, 34 intended to be inserted into the grooves 31, 33.
  • the heating element simultaneously heats a groove 31 (respectively 33) and the strip of material 32 (respectively 34) intended to be inserted therein.
  • the heating elements are then moved away, and the material strips 32, 34 are positioned in front of the groove 31, 33 in which each must be inserted.
  • Means or elements 60, 60 ' can then be approached to cool the material of these strips 32, 34 (FIG. 12C). These are brought into contact with the corresponding grooves and pressed against the bottom thereof by means 60, 60 '( Figure 12D). This results in a structure such as that of Figure 12E, which corresponds in more detail to that of Figure 3B.
  • FIGS. 13A-13D Another embodiment of a method according to the invention is described in connection with FIGS. 13A-13D.
  • FIGS. 13A and 13B heating elements 50, 50 'are brought into contact with the skin surfaces, where the reinforcing strips 32, 34 will be positioned.
  • the heating elements are brought into contact with these reinforcing strips 32, 34.
  • the heating element simultaneously heats the reinforcing strip 32, 34 and the part of the surface of one of the skins on which this same strip of reinforcing material 32, 34 must be positioned.
  • pressure can be exerted to begin to "drive" the corresponding areas of the skins to the inside of the panels.
  • the heating elements are then moved away, and the strips of material 32, 34 are positioned on the areas of the skin on which or in which these strips are to be inserted.
  • Means or elements 60, 60 ' can then be approached to cool the material of these strips 32, 34 (FIG. 13C). Again, pressure can be exerted to press the strips to position them in the skins as shown in Figure 3C. The strips are thus pressed using means 60, 60 '(FIG. 13D). This results in a structure such as that of Figure 13D, which corresponds in more detail to that of Figure 3C.
  • the outcropping of each strip with the panels is achieved by applying pressure during the heating and cooling phase of the surfaces.
  • the first characterizations consisted of comparing the bending behavior of specimens taken during standard manufacturing and of panel specimens assembled according to the method detailed previously.
  • the simple panel structure is a structure of the type of FIG. 14A, with a core 22 made of polypropylene, of polypropylene of 60 kg / m 3 to 200 kg / m 3 (for example at 80 kg / m 3 ), provided with skins 24, 26, polypropylene / glass, 40% PP and 60% glass, the long fibers being 0-90 oriented. These panels are reinforced with a band 32,34.
  • the structure of the panels assembled according to the invention is identical.
  • Table I shows that the panel assembly technology, discussed above, greatly improves the bending characteristics of thermoplastic composite panels.

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Abstract

L'invention concerne un panneau composite, comprenant : une pluralité de panneaux composites élémentaires (21, 23), chacun comportant au moins une âme (22) et deux peaux (24, 26) superficielles et chacun étant assemblé selon une zone d'assemblage (28) avec au moins un panneau élémentaire voisin par l'un de ses côtés, une zone de renfoncement (31, 33) formée dans les peaux (24, 26) superficielles, de part et d'autre de la zone d'assemblage (28) et le long de celle-ci, une bande (32, 34) de matière de renfort disposée sur ladite zone d'assemblage (28) d'un panneau avec le ou les panneaux voisins, dans chaque zone de renfoncement (31, 33).

Description

PANNEAU COMPOSITE ET SON PROCÉDÉ DE RÉALISATION
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR
La présente invention concerne un panneau composite, pouvant notamment être utilisé dans la réalisation de grandes surfaces, par exemple de longueur supérieure à 10 m et de largeur comprise entre 1 m et 3 m ou entre 1 m et 10 m, pour une épaisseur qui peut atteindre une dizaine de centimètres.
Elle concerne également un panneau composite pouvant être aisément utilisé dans la réalisation d'objets en trois dimensions, présentant des zones de pliage ou de cintrage ou de courbure.
Elle concerne également un procédé de réalisation d'un panneau composite.
Elle concerne également de nouvelles structures de panneaux élémentaires. Ces panneaux élémentaires peuvent être par exemple utilisés dans le cadre de la structure de panneau composite selon l'invention, ou dans le cadre d'un procédé de réalisation d'un panneau composite selon l'invention.
On connaît une structure de panneau, illustrée en figure 1A, présentant une âme, ou un noyau, 2, inséré entre deux couches 4, 6 dénommées « peaux ». Typiquement, comme on le voit sur la vue de dessus de la figure 1B, un tel panneau a une largeur 1 d'environ 1 m, et une longueur L comprise par exemple entre 2 m et 8 m.
Il existe des techniques d'assemblage de tels panneaux, pour réaliser des grandes surfaces, mais celles-ci ne donnent pas satisfaction, que ce soit pour des raisons esthétiques, du fait des zones de raccord entre les panneaux voisins, ou du fait de la difficulté à réaliser des formes tridimensionnelles avec de tels panneaux résultant de l'assemblage de panneaux composites élémentaires.
Un exemple d'application de ce type de panneaux concerne la réalisation d'éléments de carrosserie, par exemple la carcasse d'une remorque ou d'un camion. On a représenté, en figures 2A et 2B (cette dernière étant une vue selon la flèche portée en figure 2A) , de manière très schématique, la structure d'une remorque 10, à l'arrêt. Cette remorque est constituée essentiellement de panneaux latéraux 12, 12', 14, chacun formant une surface latérale ou une surface supérieure, et l'ensemble, après assemblage, délimitant le volume à l'intérieur duquel les marchandises vont pouvoir être entreposées. On a représenté, plus précisément, en figure 2A, des lignes 12i, 122, 123, qui sont les lignes le long desquelles des panneaux voisins sont assemblés pour constituer une surface continue, ici la surface latérale 12. Après constitution de chacune des surfaces 12, 12', 14, celles-ci sont assemblées par l'intermédiaire de cornières 16, 16' . Cet assemblage nécessite donc la mise en oeuvre de pièces additionnelles, en vue de réaliser une structure qui n'est pas seulement plane, mais qui a une constitution tridimensionnelle.
On comprend que ce type d'assemblage est long à réaliser et nécessite des étapes d'alignement de grandes surfaces telles que les surfaces 12 et 14, qui sont, par leur taille, peu maniables.
Il se pose donc le problème de trouver une nouvelle technique de réalisation de panneaux composites, en particulier adaptés à la réalisation de grandes surfaces, qui ne présente pas les inconvénients exposés ci-dessus.
On cherche en particulier une structure permettant de réaliser des surfaces tridimensionnelles de manière simple, sans mettre en œuvre de pièces additionnelles telles que les cornières utilisées couramment dans les structures connues.
On cherche également une nouvelle structure de panneau composite, renforcée et plus solide que les panneaux de type connus, afin de supporter des contraintes en compression et en extension, notamment lorsque les panneaux sont assemblés pour former de grandes surfaces.
EXPOSÉ DE L' INVENTION
On décrit justement, dans la présente demande, une structure de panneau composite, comprenant :
- une pluralité de panneaux composites élémentaires, chacun comportant au moins une âme et deux parois ou peaux superficielles et chacun étant assemblé avec au moins un panneau élémentaire voisin par l'un de ses côtés,
- une zone de renfoncement ou d'amincissement, ou en creux, de part et d'autre d'une zone ou ligne d'assemblage et le long de celle-ci, - une bande de matière de renfort disposée sur ladite zone ou ligne d'assemblage d'un panneau avec le ou les panneaux voisins, dans chaque zone de renfoncement, ou en creux.
Un tel panneau composite peut comporter en outre une ou plusieurs entailles, chacune étant disposée selon une direction quelconque par rapport auxdites bandes de matière, par exemple parallèle où perpendiculaire à celles-ci, une ou plusieurs entailles formant une ou plusieurs zone (s) de pliage et permettant un pliage du panneau selon la direction de cette ou de ces échancrures.
On décrit également un procédé de fabrication d'un panneau composite comprenant :
a) - l'assemblage d'une pluralité de panneaux composites élémentaires, chacun comportant au moins une âme et deux peaux superficielles, chaque panneau étant assemblé avec au moins un panneau élémentaire voisin par l'un de ses côtés,
b) - la fixation d'une bande de matière de renfort sur chaque zone ou ligne d'assemblage d'un panneau avec le ou les panneaux voisins, dans une zone de renfoncement ou d'amincissement, ou en creux, correspondante, de part et d'autre de la zone ou ligne d'assemblage et le long de celle-ci.
Chaque bande est fixée de manière thermique, sans ajout de colle ou de matériau d ' adhésion .
Chaque bande est de préférence en un matériau textile, de préférence encore de même nature que celle des peaux. Chaque bande est homogène, et ne nécessite pas d'opération d'injection.
Une zone de renfoncement ou d'amincissement, ou en creux, peut être obtenue par formation d'une rainure dans la peau, par élimination de la matière de cette dernière, sur une partie de son épaisseur. Dans ce cas, l'âme de chacun des panneaux reste d'épaisseur sensiblement constante.
Selon une autre réalisation, une zone de renfoncement ou d'amincissement, ou en creux, peut être obtenue par l'exercice d'une pression, sur chacun des panneaux à assembler, par exemple lors d'une opération de chauffage, l'épaisseur de la portion correspondante de l'âme dans, ou sous, cette zone, étant réduite par rapport aux zones voisines n'ayant pas subi ladite pression. Dans ce cas, il n'y a pas d'enlèvement de matière de la peau.
Un tel procédé peut comporter en outre la formation d'au moins une entaille, ou d'une zone dans laquelle de la matière à été éliminée, dans au moins l'un des panneaux, selon une direction quelconque par rapport auxdites bandes de matière, par exemple parallèle ou perpendiculaire à celles-ci, cette entaille permettant un pliage du panneau selon sa direction. Cette zone d'entaille ou d'élimination de matière peut pénétrer dans l'âme du ou des panneaux.
On décrit également un procédé de réalisation d'une forme tridimensionnelle comportant une pluralité de panneaux composites, comportant la mise en oeuvre du procédé ci-dessus et décrit dans la présente demande, puis une étape de pliage selon au moins une desdites entailles ; en général on réalisera un pliage suivant une ou plusieurs zones d'entailles. On peut en outre assembler entre elles plusieurs formes tridimensionnelles ainsi réalisées.
Un procédé de fabrication d'un panneau composite ou de réalisation d'une forme tridimensionnelle peut comporter en outre l'élimination d'une zone de matière, par exemple par découpe, dans au moins un des panneaux élémentaires, avant pliage.
Une élimination de bavures peut être réalisée après assemblage des panneaux.
Après fixation des bandes de matières de renfort, on peut en outre recouvrir l'ensemble avec, de chaque côté de la structure ainsi réalisée, au moins une feuille extérieure, par exemple en polypropylène .
Dans un procédé et/ou un dispositif selon invention, un panneau composite tel que décrit ci- dessus peut avoir :
- une largeur, mesurée suivant une direction parallèle aux bandes de matière de renfort, comprise entre 0, 5 m et 5 m ou 10 m,
- et/ou une longueur, mesurée suivant une direction perpendiculaire aux bandes de matière de renfort, comprise entre 1 m et 20 m et/ou au moins égale à 5 m ou à 10 m,
- et/ou une épaisseur, mesurée entre les surfaces extérieures des parois superficielles, comprise entre 5 mm et 100 mm.
En outre, un procédé et/ou un dispositif tel que décrit ci-dessus peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. L'âme d'un tel panneau composite élémentaire peut comporter au moins une couche en nid d'abeille et/ou en mousse de polypropylène .
Les parois ou peaux superficielles sont par exemple en polypropylène, éventuellement renforcé par du verre ou tout autre type de renfort.
En variante, la structure d'un panneau élémentaire peut comporter une couche textile, disposée de part et d'autre de l'âme du panneau, et une couche extérieure en polypropylène, chaque couche textile étant disposée entre l'âme du panneau et une couche extérieure .
L'âme d'un tel panneau composite élémentaire peut être hybride, comportant au moins deux couches de nature différente, par exemple comportant une première couche en mousse, une deuxième couche en nid d'abeille, et une troisième couche en mousse.
Un tel panneau composite peut comporter en outre des feuilles extérieures, par exemple en polypropylène, recouvrant les peaux et les bandes de matière de renfort.
La surface extérieure des bandes de renfort peut affleurer la surface extérieure des panneaux voisins, ou dépasser ou être en élévation par rapport à cette surface.
On décrit également, dans la présente demande, une structure de panneau élémentaire, pouvant être utilisé notamment en combinaison avec un procédé, ou avec la structure de panneau composite, qui viennent d'être décrits. Un tel panneau élémentaire comporte au moins une âme et deux parois ou peaux superficielles.
L'âme peut comporter au moins une couche en nid d'abeille et/ou en mousse de polypropylène .
Les parois ou peaux superficielles sont par exemple en polypropylène, éventuellement renforcé par du verre ou tout autre type de renfort.
En variante, la structure d'un panneau élémentaire peut comporter une couche textile, disposée de part et d'autre de l'âme du panneau, et une couche extérieure, par exemple en polypropylène, chaque couche textile étant disposée entre l'âme du panneau et une couche extérieure.
L'âme d'un tel panneau élémentaire peut être hybride, comportant au moins deux couches de nature différente, par exemple comportant une première couche en mousse, une deuxième couche en nid d'abeille, et une troisième couche en mousse.
Un tel panneau composite peut comporter en outre des feuilles extérieures, par exemple en polypropylène, recouvrant les peaux.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1A et 1B représentent schématiquement une structure connue de panneau, - les figures 2A et 2B représentent schématiquement une structure d'un élément de carrosserie réalisée selon une technique connue,
- les figures 3A - 3C représentent de nouvelles structures obtenues par assemblage de panneaux élémentaires,
- la figure 4 représente également une nouvelle structure de panneau composite, obtenue par assemblage de panneaux élémentaires,
- les figures 5A-5C et 6A-6B représentent de nouvelles structures, obtenue par assemblage de panneaux élémentaires, ces structures étant pliables,
- la figure 7 représente une nouvelle structure de panneau composite, obtenue par assemblage de panneaux élémentaires, cette structure étant pliable,
- les figures 8A - 8B représentent une forme tridimensionnelle, réalisée avec un panneau composite pliable (figure 8A) et un assemblage de deux formes tridimensionnelles (figure 8B) ,
- les figures 9A-9D permettent d'illustrer les notions de bords, francs ou fermés, d'un panneau élémentaire,
- les figures 10A-10D permettent d'illustrer une manière de réaliser le soudage de 2 panneaux,
- les figures 11A-11C permettent d'illustrer comment on peut réaliser une élimination, ou un ébavurage, de la matière excédentaire, après soudure,
- les figures 12A-12E et 13A - 13D illustrent le renforcement des zones de soudure. - les figures 14A-14C illustrent des structures de panneaux élémentaires.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Des exemples de nouvelles structures résultant de l'assemblage de panneaux élémentaires sont illustrées en figures 3A, 3B et 3C.
Sur les différentes figures, on utilise un repère orthogonal Oijk.
Par ailleurs, compte tenu des dimensions obtenues par une pluralité de panneaux assemblés, on appellera plan du ou des panneaux un plan s 'étendant suivant l'une des surfaces extérieures de l'assemblage obtenu. Il s'agit du plan Oij ou d'un plan parallèle à celui-ci. Les côtés du panneau s'étendent dans un plan perpendiculaire à Oij; en particulier, les côtés assemblés selon la zone d'assemblage 28 sont dans le plan Oik.
La structure de la figure 3A représente 2 panneaux 21, 23 assemblés par une zone, ou une ligne, de soudure 28 ou de thermo soudure, chaque panneau comportant une âme (ou un noyau) 22i, 223 entourée de part et d'autre par une peau 24, 26. La soudure est réalisée entre deux côtés de chacun des panneaux qui sont situés perpendiculairement au plan de ces panneaux (en sens indiqué ci-dessus) . Les panneaux sont assemblés bord à bord, sans élément intermédiaire entre deux bords voisins assemblés.
L'âme est par exemple constituée d'un nid d'abeille, dont les alvéoles s'étendent suivant une direction sensiblement perpendiculaire à chacun des plans définis par le plan des panneaux ou les peaux latérales 24, 26. On verra plus loin des exemples de matériaux pouvant constituer l'âme de chacun des panneaux .
On voit également que, dans chacune des peaux 24, 26, a été réalisée une encoche, ou rainure, 31, 33 dans une zone qui chevauche la zone 28 d'assemblage. La profondeur ε de chacune des encoches est inférieure à l'épaisseur e de chacune des peaux, e est par exemple comprise entre 0,3 mm et 5 mm. ε peut être comprise entre 0,1e et 0,7e, et est de préférence sensiblement égale, ou égale, à 0,5e.
Chaque encoche a une largeur λ sensiblement comprise entre 10 mm et 100 mm, par exemple 40 mm, et est disposée de manière sensiblement symétrique de part et d'autre d'un plan P défini par la zone d'assemblage 28 des deux panneaux. Chaque encoche s 'étant suivant une direction perpendiculaire à chacune des figures 3A et 3B, le long de chacun des côtés assemblés de chacun des panneaux. Dans chaque encoche est positionnée une bande de renfort 32, 34, dont la surface extérieure affleure la surface extérieure de la peau correspondante 24, 26 dans laquelle elle est réalisée. En variante (en traits interrompus sur les figures 3A et 3B) , la surface extérieure de chaque bande de renfort dépasse au dessus de la surface extérieure de la peau correspondante 24, 26.
La figure 3B représente un cas où les panneaux utilisés sont de type à structure fermée. La différence entre la structure de la figure 3A et celle de la figure 3B réside donc dans la présence, dans cette dernière, de bords 36, 38, de part et d'autre de la zone de soudure 28, du fait que les panneaux sont de type à bords « fermés » (ce type de structure sera décrit plus en détail, plus loin, en liaison avec les figures 9A-9D) , tandis que les panneaux de la figure 3A sont à bords francs. Pour le reste, on retrouve les mêmes références numériques sur ces figures, ces références y désignant des éléments identiques.
Dans les modes de réalisation décrits ci- dessus, notamment en liaison avec les figures 3A et 3B, la surface extérieure de chacune des peaux reste plane, de même que la surface intérieure, qui est en contact avec, ou qui est tournée vers, l'âme 22i, 223. L'épaisseur de cette dernière reste également sensiblement constante, y compris après positionnement des bandes 32,34 de renfort.
La figure 3C, sur laquelle des références numériques identiques à celles des figures 3A et 3B y désignent des éléments identiques ou similaires, représente un cas où il n'y a pas de rainure dans les peaux 24, 26. Chaque bande de renfort est appliquée en la juxtaposant sur, ou contre, les peaux 24, 26 non rainurées, puis en imposant une pression, perpendiculairement au plan Oij des panneaux, vers la zone dans laquelle l'élément de renfort doit être inséré. Un procédé détaillé de réalisation est décrit plus loin. De ce fait, l'âme 22i, 22s est comprimée entre les deux portions des peaux 24,26 sur lesquelles les bandes 32,34 sont plaquées. Ceci s'applique également au cas d'un panneau à structure fermée, comme celui de la figure 3B. La surface de la peau est donc incurvée vers l'intérieur du panneau correspondant. La peau présente donc, en dehors des zones d'assemblage, une première portion 24i, 26i qui est plane. Elle comporte également une zone de transition 242, 262 vers la zone d'assemblage, zone de transition qui est incurvée vers l'intérieur du panneau. Enfin, elle comporte une deuxième portion plane 243, 263, mais en retrait par rapport à la première portion.
Soit Ea l'épaisseur de l'âme dans les zones dans lesquelles aucune bande de renfort n'est positionnée. Contrairement au cas des figures 3A et 3B (où l'âme a alors une épaisseur constante), l'âme a, dans les zones où les bandes de renforts 32, 34 sont positionnées, une épaisseur E'a < Ea. Mais, par ailleurs, il n'y a pas eu besoin d'éliminer la matière des peaux 24, 26.
Si les bande de renfort 32, 34, d'épaisseur ε, ont une surface extérieure qui affleure la surface extérieure de la peau correspondante 24, 26, alors on a, sensiblement : 2ε + E'a ¾ Ea. En variante, la surface extérieure de chaque bande de renfort dépasse au dessus de la surface extérieure de la peau correspondante 24, 26. Selon un exemple, si e l'épaisseur de la peau, alors, dans chaque bloc de renfort, l'épaisseur du matériau, de part et d'autre de l'âme, est d'environ e + ε . On peut avoir, par exemple e = ε c'est-à-dire que l'épaisseur de la bande de renforts est sensiblement égale à l'épaisseur de la peau. Selon un exemple, si cette dernière est environ égale à 0,7 mm, alors, dans chaque zone de renfort, l'épaisseur de la peau et de la bande de renfort atteint environ 1,4 mm. Dans tous les cas, chaque bande va permettre de renforcer la structure lorsqu'une tension, telle que représentée schématiquement en figure 3A par des flèches disposées de part et d'autre des bandes 32, 34 est exercée, du fait d'un mouvement de l'un des panneaux par rapport à l'autre. On en verra un exemple ci-dessous .
La figure 4 représente un assemblage comportant 4 panneaux 21, 23, 25, 27 dont 2 d'entre eux (21 et 23) sont représentés sur la totalité de leur largeur, tandis que les deux autres (25 et 27) ne sont que partiellement représentés. Un assemblage n'est pas limité à 4 panneaux mais peut en comporter n, n>4, par exemple n=10, ou 20, ou n > 20. On voit bien, également sur cette figure, la présence des bandes de renforts 32, 34, pour chaque ligne d'assemblage d'un panneau et d'un panneau voisin.
De même, on pourrait avoir un assemblage de n panneaux (n>3 ou n>4, par exemple n=10, ou 20, ou n > 20) avec des bandes de renforts 32, 34 disposées comme indiqué sur la figure 3C, c'est-à-dire sans rainure, les bandes étant enfoncée dans les panneaux par pression .
La figure 5A représente un assemblage comportant 5 panneaux 21, 23, 25, 27, 29 dont 4 d'entre eux sont représentés sur la totalité de leur largeur, tandis que les deux autres (29 et 27) ne sont que partiellement représentés. La présence des bandes de renforts, pour chaque ligne d'assemblage, est bien visible. 2 des panneaux sont munis d'un ensemble 41 de fentes ou d'entailles, de part et d'autre de la ligne d'assemblage 28, sur toute la longueur de celle ci. Les assemblages représentés ont tous des encoches, ou rainures, pour y introduire les bandes de renforts. Mais, là encore, on peut mettre en oeuvre une structure telle que celle de la figure 3C, sans encoche ni rainure .
Ces fentes ou entailles ont une profondeur, sous la surface extérieure définie par la peau 24, qui peut être variable, mais qui peut être suffisante pour déboucher dans l'âme 22 des panneaux.
Ces fentes ou entailles vont permettre de plier le panneau, après assemblage, selon un axe, parallèle à l'axe Oi et situé le long de la zone d'assemblage 28.
Après pliage, la structure a sensiblement la forme représentée en figure 5B. La surface extérieure de la peau 26 est, dans la zone de pliage, soumise à des forces de traction, tandis que la peau 24 est, elle, soumise à une contrainte en compression. Cette contrainte en compression au moins partiellement absorbée par les entailles 41 : les parois de chaque entaille, qui se situent à une certaine distance l'une de l'autre tout en se faisant face à face en position de repos (position représentée en figure 5A) , se rapprochent l'une de l'autre lors du pliage de la structure, ce qui permet d'amortir sensiblement la compression .
Le nombre, la largeur, la profondeur et la forme de ces entailles (dans un plan jk sensiblement perpendiculaire au plan défini par l'ensemble de la structure) dépendent de la souplesse de pliage que l'on souhaite atteindre, et de l'angle a que l'on souhaite obtenir entre les deux pans définis par les différents panneaux situés de part et d'autre de l'ensemble d'entailles. Cet angle a peut être compris entre quelques degrés, par exemple 10° et 90°. Il peut être supérieur à 90°, et, par exemple, inférieur à 160°, pour des applications dans lesquelles on a besoin d'une surface S d'appui, comme illustré en figure 5C, où sont représentés, schématiquement , les 5 panneaux 21, 23, 25, 27, 29.
Les entailles 41 sont représentées sur les figures 5A - 5C, 6A - 6B et 7, comme étant réalisées dans les zones de renfort, et parallèles à une ligne d'assemblage 28. Cependant, ces entailles peuvent être réalisées dans toute zone d'un panneau selon l'invention, et selon toute direction par rapport aux zones d'assemblage 28 ; en particulier, ces entailles peuvent être parallèles, ou perpendiculaire, à ces zones d'assemblage.
On a représenté, en figures 6A et 6B, des vues agrandies de la zone d'assemblage 28, avec les entailles 41 disposées de part et d'autre de celle-ci. On voit que, sur la figure 6A, les entailles ont un fond sensiblement plat, chaque entaille étant de forme sensiblement rectangulaire dans un plan perpendiculaire au plan défini par l'ensemble de la structure et perpendiculaire à la zone de soudage 28. Sur la figure 6B, chaque entaille a la forme, sensiblement, d'un triangle ou d'un triangle isocèle dans ce même plan, la pointe du triangle étant dans la masse du panneau. Les entailles peuvent donc avoir des formes variées, tout en conservant la fonction décrite ci-dessus lors d'un pliage de l'un des 2 pans de panneaux, situés de chaque côté de la zone d'assemblage 28, par rapport à l'autre.
Différentes techniques peuvent être utilisées pour éliminer de la peau sur une des surfaces pour permettre le pliage sur panneau :
- technique mécanique (usinage, ou découpe, ou ponçage, ou meulage, ...)
technique thermique (montée en température et enfoncement de la surface) ;
technique chimique (par dégradation chimique de la matière) .
On a représenté, en figure 7, un ensemble de panneaux individuels assemblés, avec des lignes d'assemblage identifiées par les repères 28i~284. De part et d'autre de 2 de ces lignes d'assemblage, 28i et 283, ont été réalisés des ensembles d'entailles 41i,4l3 qui vont permettre de réaliser un pliage de part et d'autre de ces mêmes lignes. Il est donc possible de réaliser une structure en trois dimensions, pliée le long de ces zones de pliage, sans nécessité d'assemblage de panneaux avec des éléments autres, tels que par exemple les cornières 16, 16' des figures 2A - 2B.
Les formes 51-54 en traits interrompus représentés en figure 7 correspondent à des découpes que l'on peut réaliser dans les panneaux, en fonction de l'utilisation que l'on aura de la structure, après que celle-ci ait été pliée. Ces découpes sont de préférence réalisées avant pliage, l'ensemble des panneaux étant alors encore dans un même plan. On peut ensuite réaliser une structure pliée 100 telle que celle de la figure 8A, où les zones de pliage sont identifiées par les références 41i,412 : ce sont des zones dans lesquelles on avait réalisé des encoches comme cela vient d'être décrit. Cette structure pliée peut être celle d'une carrosserie de remorque .
On peut également, comme représenté en figure 8B, assembler une pluralité 100, 100' de telles structures dont chacune est pliée comme expliqué ci- dessus, par exemple par l'intermédiaire de cornières ou par collage ou par soudure.
On a représenté, en figure 9A, un panneau élémentaire, avec son âme 22 et ses 2 peaux 24, 26. La structure de ce panneau est dite à bord franc. C'est la structure que l'on retrouve en figure 3A : latéralement, l'âme 22 est accessible et n'est pas couverte par une couche quelconque de matériau.
On a représenté, en figures 9B-9D, la réalisation d'une autre structure de panneau élémentaire, dite structure à bord fermé. Partant d'un panneau élémentaire à bord franc, une partie latérale de l'âme en est éliminée, pour laisser des portions latérales 24', 26' des peaux 24, 26 se faisant face, sans matière constitutive de l'âme entre les deux. On peut donc replier latéralement ces portions latérales 24', 26' de peaux, comme on le voit sur la figure 9C, et réaliser une fusion de ces portions latérales avec l'âme, étape qui est illustrée en figure 9D. On obtient alors ce qu'on appelle un panneau à bords fermés. Cette structure, dans laquelle le matériau constitutif de l'âme 22 est entièrement enrobé dans des parois, permet d'apporter un surcroît de rigidité par rapport à la structure à bord franc de la figure 9A.
On donne maintenant des exemples de structures de panneaux pouvant mettre être mis en oeuvre dans le cadre de la technique exposée dans la présente demande. Mais ces structures peuvent aussi être utilisées indépendamment des procédés et des structures de panneaux composites (avec zones de renfort) qui sont décrits dans la présente demande.
Un premier exemple concerne un panneau à âme alvéolaire par exemple en nid d'abeille, dont la structure est illustrée en figure 14A. Ce type de panneau comporte :
- 1 peau textile 24, par exemple en PP/verre
(polypropylène (PP) renforcé par un renfort comme par exemple de la fibre de verre, par exemple à 40% (en masse, les %ages sont ensuite indiqués en masse) de PP et 60 % de fibres de verre, plus généralement, la peau peut contenir une proportion de fibres de verre comprise entre 10 % et 70 %) .
- 1 âme alvéolaire 22 par exemple en en nid d'abeille, par exemple en polypropylène, dont la masse volumique par exemple comprise entre 30 kg/m3 et 500 kg/m3,
- 1 peau textile 26, par exemple en PP/verre (voir ci-dessus pour cette composition) .
Les dimensions peuvent en être par exemple les suivantes (on adopte, dans cet exemple et dans les suivants, les mêmes notations que sur les figures 1A et 1B) : Epaisseur E comprise entre 5 et 100 mm ; Largeur 1 comprise entre 500 mm et 3000 mm
Longueur L comprise entre 1000 et
13500 mm.
Un deuxième exemple concerne un panneau à âme en mousse de polypropylène (structure illustrée en figure 14A) , qui comporte :
- 1 peau textile 24, par exemple en PP/ verre (voir ci-dessus pour cette composition) ,
- 1 âme 22 en mousse de polypropylène, dont la masse volumique par exemple comprise entre 30 kg/m3 et 500 kg/m3 ;
- 1 peau textile 26, par exemple en PP/ verre (voir ci-dessus pour cette composition) .
Les dimensions de ce panneau peuvent être par exemple les suivantes :
- Epaisseur E comprise entre 5 mm et 100 mm,
- Largeur 1 comprise entre 500 mm et 3000 mm, - Longueur L comprise entre 1000 mm et
13500 mm.
Un 3eme exemple concerne un panneau avec revêtement polypropylène monolithique, dont la structure est illustrée en figure 14B, qui comporte :
- 1 feuille monolithique 124, par exemple en polypropylène,
- 1 peau textile 24, par exemple en PP/ verre (voir ci-dessus pour cette composition) ,
- 1 âme 22 alvéolaire par exemple en nid d'abeille, par exemple en polypropylène, dont la masse volumique par exemple comprise entre 30 kg/m et 500 kg/m3,
- 1 peau textile 26, par exemple en PP/ verre (voir ci-dessus pour cette composition) ,
- 1 feuille monolithique 126, par exemple en polypropylène .
Le rôle de chaque feuille est d'apporter un supplément de masse pour souder, et/ou une étanchéité améliorée et/ou une surface extérieure anti-dérapante...
C'est dans les peaux textile 24,26, que l'on réalise, éventuellement, les encoches ou rainures 31, 33, dans chacune desquelles on pourra ensuite insérer une bande de renfort 32, 34, comme expliqué ci- dessus en liaison avec les figures 3A et 3B (en variante, on ne réalise pas d'encoches, et les bandes de renfort sont disposées comme expliqué ci-dessus en liaison avec la figure 3C) .
Les dimensions de ce panneau peuvent être les suivantes :
- Epaisseur E comprise entre 5 et 100 mm
- Largeur 1 comprise entre 500 et 3000 mm
- Longueur L comprise entre 1000 et 13500 mm. Un 4eme exemple concerne un panneau à âme mixte ou hybride ou complexe (par exemple : nida PP + mousse polypropylène) dont la structure est illustrée en figure 14C, qui comporte :
- 1 peau textile 24, par exemple en
PP/Glass,
- 1 âme 122 en mousse, par exemple on polypropylène, (masse volumique par exemple comprise entre 30 kg/m3 et 500 kg/m3), - 1 âme 22 alvéolaire par exemple en nid d'abeille, par exemple en polypropylène,
- 1 âme 222 en mousse, par exemple en polypropylène (voir ci-dessus pour masse volumique) ,
- 1 peau textile 26, par exemple en PP/ verre (voir ci-dessus pour cette composition) .
Une telle structure présente de très bonnes propriétés mécaniques et thermiques. Chacune des âmes 122, 222 a une épaisseur qui peut être par exemple comprise entre 3 mm et 5 mm. Ces deux parties de l'âme contribuent à des performances thermiques améliorées, la tenue mécanique de l'ensemble étant principalement assurée par l'âme centrale 22, mais aussi par les bandes de renfort 32, 34 , qui peuvent être disposées dans des éventuelles encoches ou rainures 31, 33. Ces dernières seront réalisées dans les peaux textiles 24,26. Dans chacune de ces encoches on pourra ensuite insérer une bande de renfort 32, 34, comme expliqué ci- dessus en liaison avec les figures 3A et 3B. Si il n'y a pas d'encoche, les bandes de renfort sont disposées comme expliqué ci-dessus en liaison avec la figure 3C.
Les dimensions de ce panneau peuvent être les suivantes :
- Epaisseur E comprise entre 5 mm et 100 mm, - Largeur 1 comprise entre 500 mm et 3000 mm,
- Longueur L comprise entre 1000 mm et
13500 mm.
Chacun des exemples de panneaux ci-dessus peut être fabriqué soit avec des bords dits « francs » ou soit avec des bords dits « fermés », comme déjà expliqué ci-dessus en liaison avec les figures 9A-9D. On donne ci-dessous un exemple de réalisation d'un procédé d'assemblage de panneaux composites .
De manière concise, on réalise :
- un assemblage des panneaux élémentaires;
- une élimination des bavures résultant de l'opération précédente et, éventuellement, la formation de rainures dans les peaux ; on peut aussi ne pas réaliser de rainures, en vue d'un assemblage tel que celui de la figure 3C ;
- l'insertion d'éléments ou de bandes de renfort, dans les rainures (si elles sont présentes) dans les peaux, par pression, puis une fixation de ces éléments ou bandes de renfort, par exemple par thermofusion, y compris dans le cas de la figure 3C.
Si des entailles telles que les entailles 41 des figures 5A-6B doivent être réalisés, elles le sont de préférence seulement ensuite, après formation des renforts.
On explique d'abord comment on peut réaliser un soudage de 2 panneaux, en liaison avec les figures 10A-10D.
Pour cela, on soude 2 panneaux 21, 23 ensemble, par 2 de leurs côtés, bord à bord, sans élément intermédiaire entre deux bords voisins à assembler, par une montée en température de chaque tranche des panneaux à souder : par exemple, on met une portion latérale de chacun des panneaux 21,23 en contact avec un élément chauffant 50 (figures 10 A et 10B) . On écarte ensuite les deux panneaux de l'élément chauffant : sur les bords qui ont été en contact avec ce dernier, une partie 22i, 223, de la matière, constitutive de l'âme 22, est maintenant en fusion. Les portions en fusion sont mises en contact l'une avec l'autre (figure 10D) , puis l'ensemble est refroidi. On obtient donc une structure constituée des deux panneaux 21,23, reliés par une zone 28 de soudure dont une portion peut dépasser, sous forme de bavures 28i, 283, de chaque côté de l'ensemble assemblé.
Il peut s'agir de panneaux de l'un quelconque des types expliqués ci-dessus, en liaison avec les figures 14A-14C.
On peut ensuite réaliser une opération d' ébavurage des soudures (figures 11A - 11C) , sur chaque côté de la structure à l'aide d'un outil, par exemple une fraise 52, 54, pour supprimer, sur chacune des faces, les bavures 28i, 283 générées par l'opération de soudage (figures 11A - 11B) . Lors de cette opération, on peut réaliser également (figure 11C) , de préférence avec le même outil 52, 54, une rainure 31, 33 dans chacune des peaux, chacune de ces rainures étant, comme déjà expliqué ci-dessus en liaison avec les figures 3A et 3B, centrée sur la soudure 28 et de profondeur qui peut être par exemple environ égale à une demi-épaisseur de la peau.
Un renforcement des soudures peut être obtenu à l'aide d'une ou plusieurs bandes (de préférence : une sur chaque face) de textile, comme illustrée sur les figures 12A - 12E et comme déjà expliqué ci-dessus en liaison avec les figures 3A-3B ou comme illustré sur les figures 13A - 13E et comme déjà expliqué ci-dessus en liaison avec la figure 3C. Cette bande de textile est par exemple en polypropylène renforcé par des fibres de verre.
En figures 12A et 12B, des éléments chauffants 50, 50' sont mis en contact avec les rainures 31,33 qui ont été précédemment formées.
De même, on met les éléments chauffants en contact avec des bandes 32, 34 de renfort, destinées à être insérées dans les rainures 31,33. De préférence, l'élément chauffant chauffe simultanément une rainure 31 (respectivement 33) et la bande de matériau 32 (respectivement 34) destinée à y être insérée.
On éloigne ensuite les éléments chauffants, et on positionne les bandes de matériaux 32,34, en face de la rainure 31,33 dans laquelle chacune doit être insérée.
On peut alors approcher des moyens ou éléments 60, 60' en vue de refroidir la matière de ces bandes 32, 34 (figure 12C) . Ces dernières sont mises en contact avec les rainures correspondantes et pressées contre le fond de celles-ci à l'aide des moyens 60, 60' (figure 12D) . Il en résulte une structure telle que celle de la figure 12E, qui correspond, de manière plus détaillée, à celle de la figure 3B.
Une autre réalisation d'un procédé selon l'invention est exposée en liaison avec les figures 13A - 13D.
On part alors d'une structure assemblée, telle que celle de la figure 10D, qui peut avoir subit une éventuelle étape pour supprimer des bavures 28i, 282, (mais, cette fois, sont formées des rainures 31, 33) En figures 13A et 13B, des éléments chauffants 50, 50' sont mis en contact avec les surfaces de peaux, là où les bandes de renforts 32,34 seront positionnées.
De même, on met les éléments chauffants en contact avec ces bandes 32, 34 de renfort. De préférence, l'élément chauffant chauffe simultanément la bande de renfort 32, 34 et la partie de la surface de l'une des peaux sur laquelle cette même bande de matériau 32, 34 de renfort doit être positionnée. Lors de cette étape, une pression peut être exercée pour commencer à « enfoncer » les zones correspondantes des peaux vers l'intérieur des panneaux.
On éloigne ensuite les éléments chauffants, et on positionne les bandes de matériaux 32,34, sur les zones des peaux sur lesquelles, ou dans lesquelles, ces bandes doivent être insérées.
On peut alors approcher des moyens ou éléments 60, 60' en vue de refroidir la matière de ces bandes 32,34 (figure 13C) . Là encore, une pression peut être exercée pour appuyer sur les bandes en vue de les positionner dans les peaux, comme illustré en figure 3C. Les bandes sont donc pressées à l'aide des moyens 60, 60' (figure 13D) . Il en résulte une structure telle que celle de la figure 13D, qui correspond, de manière plus détaillée, à celle de la figure 3C.
Dans ce mode de réalisation, l'affleurement de chaque bande avec les panneaux est réalisé en appliquant une pression pendant la phase de chauffage et de refroidissement des surfaces. On a décrit ci-dessus une mise en ouevre par une technologie de chauffage par contact des bandes et des panneaux, mais il y a d'autres techniques de chauffage possibles.
On peut notamment mettre en oeuvre une technique de chauffage qui ne fait pas appel à un contact, par exemple par lampes infra-rouge.
Le procédé décrit ci-dessus en liaison avec les figures 10A-10C se déroule alors de la même manière, excepté pour la mise en contact de l'élément chauffant 50 avec chacun des panneaux 21,23, que l'on remplace par un chauffage des bords de chacun des panneaux par une technique sans contact, en dirigeant par exemple le rayonnement d'une ou plusieurs lampes infrarouge vers ces bords.
Les procédés décrits ci-dessus en liaison avec les figures 12A-12E et 13A - 13D se déroulent également de la manière déjà décrite ci-dessus, excepté pour la technique de chauffage : on ne met plus les panneaux et/ou les bandes de renforts en contact direct avec un élément chauffant 50, 50', mais ces éléments sont chauffés par une technique sans contact, par exemple d'une ou plusieurs lampes à infrarouge. Dans le cas des figures 13A - 13D, la pression, qui va permettre d'enfoncer les zones des peaux vers l'intérieur des panneaux, est exercée par un autre outil que l'élément de chauffage.
Dans le cas de la structure de la figure 14B, on peut ensuite recouvrir l'ensemble par les feuilles 124, 126. Des tests mécaniques ont été réalisés, ces tests ont conduit aux mesures présentées en tableau I ci-dessous .
Les premières caractérisations ont consisté à comparer le comportement en flexion d' éprouvettes prélevées lors d'une fabrication standard et d' éprouvettes de panneaux assemblés selon le procédé détaillé précédemment.
La structure de panneau simple est une structure du type de la figure 14A, avec une âme 22 en nida, composé de polypropylène de 60 kg/m3 à 200 kg/m3 (par exemple à 80 kg/m3), munie de peaux 24, 26, en polypropylène/verre, 40 % de PP et 60 % de verre, les fibres longues étant orientées 0-90. Ces panneaux sont renforcés avec une bande 32,34.
La structure des panneaux assemblés selon l'invention est identique.
Figure imgf000029_0001
Tableau I
Le tableau I met en évidence que la technologie d'assemblage de panneaux, présentée ci- dessus, améliore considérablement les caractéristiques de flexion des panneaux composites thermoplastiques.
L'enseignement de la présente demande, concernant tant le procédé de réalisation que les panneaux eux-mêmes, permet donc d'atteindre un renforcement significatif des panneaux, ainsi qu'une utilisation beaucoup plus souple que les panneaux actuellement connus.

Claims

REVENDICATIONS
1. Panneau composite, comprenant :
- une pluralité de panneaux composites élémentaires (21, 23), chacun comportant au moins une âme (22i, 223) et deux peaux (24, 26) superficielles disposées de part et d'autre de l'âme, et chacun étant thermosoudé selon une zone d'assemblage (28) avec au moins un panneau élémentaire voisin par l'un de ses côtés,
- une zone de renfoncement, ou en creux (31, 33) formée dans les peaux (24, 26) superficielles, de part et d'autre de la zone d'assemblage (28) et le long de celle-ci,
- une bande (32, 34) de matière de renfort disposée sur ladite zone d'assemblage (28) d'un panneau avec le ou les panneaux voisins, dans chaque zone de renfoncement, ou en creux (31, 33) .
2. Panneau composite selon la revendication 1, dans lequel l'âme (22) d'un panneau composite élémentaire comporte au moins une couche matériau alvéolaire.
3. Panneau composite selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'âme (22) d'un panneau composite élémentaire comporte au moins une couche en mousse de polypropylène .
4. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'âme (22) d'un panneau composite élémentaire est hybride, comportant au moins deux couches (22, 122, 222) de nature différente.
5. Panneau composite selon la revendication 4, l'âme comportant une première couche (122) en mousse, une deuxième couche (22) en nid d'abeille, et une troisième couche (222) en mousse.
6. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 5, comportant en outre des feuilles extérieures (124, 126), par exemple en polypropylène, recouvrant les peaux (24, 26) et les bandes (32,34) de matière de renfort.
7. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les peaux superficielles (24, 26) sont en textile ou en polypropylène renforcé.
8. Panneau composite selon l'une des revendications précédentes, dans lequel :
- la surface extérieure des bandes (32, 34) de renfort affleure la surface extérieure des panneaux voisins ,
- ou bien dans lequel la surface extérieure des bandes (32, 34) de matières de renfort est en élévation par rapport à la surface extérieure des panneaux voisins.
9. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 7, comportant en outre au moins une entaille (41), formée au moins dans une bande de renfort (32, 34), cette entaille formant au moins une zone de pliage et permettant un pliage du panneau selon la direction de cette entaille.
10. Panneau composite selon la revendication précédente, au moins une entaille (41), étant disposée suivant une direction parallèle, ou suivant une direction perpendiculaire auxdites bandes de matière de renfort.
11. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 10, comportant au moins une zone de pliage ou de cintrage ou de courbure, chacune comportant au moins une échancrure (41) formée au moins dans une bande de renfort (32, 34) et disposée suivant une direction parallèle auxdites bandes de matière de renfort.
12. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 11, ayant :
une largeur, mesurée suivant une direction parallèle aux bandes de matière de renfort, comprise entre 0, 5 m et 5 m ou 10 m ;
- et/ou une longueur, mesurée suivant une direction perpendiculaire aux bandes de matière de renfort, comprise entre 1 m et 20 m et/ou au moins égale à 5m ou à 10 m ; et/ou une épaisseur, mesurée entre les surfaces extérieures des parois superficielles, comprise entre 5 mm et 100 mm.
13. Panneau composite selon l'une des revendications précédentes, chaque panneau élémentaire étant à bords francs ou à bords fermés.
14. Panneau composite selon l'une des revendications 1 à 13, chaque zone de renfoncement, ou en creux :
comportant une rainure (31) pratiquée dans la peau correspondante ;
ou résultant de la pénétration d'une portion (243, 263) de peau dans l'âme, l'épaisseur de la portion correspondante de l'âme étant réduite par rapport à la, ou aux zones voisines, n'ayant pas subi cette pénétration.
15. Procédé de fabrication d'un panneau composite comprenant :
a) - l'assemblage d'une pluralité de panneaux composites élémentaires (21, 23), chacun comportant au moins une âme (22) et deux peaux superficielles (24, 26), chaque panneau étant assemblé avec au moins un panneau élémentaire voisin par thermo¬ soudure, par l'un de ses côtés,
b) - la fixation d'au moins une bande (24, 26) de matière de renfort sur chaque zone d'assemblage (28) d'un panneau avec le ou les panneaux voisins, dans une ou plusieurs zone de renfoncement, ou en creux, du panneau .
16. Procédé selon la revendication précédente, comportant la formation d'une rainure (31,
33) dans les peaux (24, 26) superficielles, de part et d'autre d'une zone d'assemblage (28) et le long de celle-ci, ladite bande de matière de renfort étant fixée dans ladite rainure.
17. Procédé selon la revendication 15, comportant la formation d'une zone de renfoncement, ou en creux, par application d'une pression sur la portion du panneau qui doit recevoir ladite bande de matière de renfort.
18. Procédé selon la revendication 17, comportant, avant l'étape b) , une étape de chauffage de chaque panneau composite élémentaire, dans les parties dans lesquelles les zones de renfoncement, ou en creux, sont à réaliser, et l'application d'une pression depuis la surface extérieure du panneau vers l'âme.
19. Procédé selon la revendication précédente, dans laquelle on réalise en outre, avant l'étape b) , un chauffage de la bande de matière de renfort (32, 34) .
20. Procédé selon l'une des revendications 15 à 19, l'étape b) étant réalisée par thermo-fusion ou thermo-soudure .
21. Procédé selon l'une des revendications
15 à 17, comportant en outre la formation d'au moins une entaille (41) dans au moins l'un des panneaux, cette entaille permettant un pliage du panneau selon sa direction .
22. Procédé de réalisation d'une forme tridimensionnelle comportant une pluralité de panneaux composites, comportant la mise en œuvre d'un procédé selon la revendication précédente, puis une étape de pliage selon au moins une desdites entailles.
23. Procédé selon l'une des revendications 15 à 22, comportant en outre une étape d'élimination de bavures (28i, 282) après assemblage des panneaux.
24. Procédé selon l'une des revendications 15 à 23, comportant en outre l'élimination d'une zone de matière (51-54) dans au moins un des panneaux élémentaires .
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