WO2022117848A1 - Procédé de fabrication d'une structure souple en trois dimensions et la structure souple obtenue par le procédé - Google Patents

Procédé de fabrication d'une structure souple en trois dimensions et la structure souple obtenue par le procédé Download PDF

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WO2022117848A1
WO2022117848A1 PCT/EP2021/084225 EP2021084225W WO2022117848A1 WO 2022117848 A1 WO2022117848 A1 WO 2022117848A1 EP 2021084225 W EP2021084225 W EP 2021084225W WO 2022117848 A1 WO2022117848 A1 WO 2022117848A1
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support structure
temporary mold
flexible
peripheral surface
mold
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Mathieu LEMUNIER
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Air Born
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    • E04H2015/205—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework made from two sheets with intermediate spacer means

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of the manufacture of flexible structures.
  • It relates more particularly to a process for manufacturing a flexible structure in three dimensions, as well as the flexible structure obtained by the process.
  • Flexible structures are used in many fields for the production, for example, of bathing or diving suits, inflatable structures, stretched membranes, mattresses, cushions, for various purposes, aesthetic or utilitarian, for example in the fields sport, clothing, industry, architecture or furniture.
  • the flexible structures can be obtained by patterning and cutting rolls of fabrics, films or coated textiles, then by assembling the various patterns, for example by sewing, by welding, by collage, or by a combination of several of these assembly techniques.
  • the flexible structures are then filled or stretched to obtain their final form of use.
  • the flexible structures are slipped over the body, and it is the bodily volume that gives them their final shape.
  • Inflatable structures are stretched by the pneumatic pressure of a fluid which gives them their final shape.
  • Cushions or mattresses are filled, for example with foam or beads, and this filling gives them their final shape.
  • the stretched membranes are put under tension by a mechanical pre-tension, and this pre-tension gives them their final shape.
  • the present invention proposes a method for manufacturing a flexible three-dimensional structure, characterized in that it comprises the following operations:
  • an orifice or a valve can be provided on the support structure for the evacuation or extraction of the decomposed temporary mold.
  • the orifice can be resealed after removal of the decomposed temporary mould.
  • a pressurized fluid and/or small fragments of foam blocks or other solids can be used to fill the place of the temporary decomposed and extracted volume.
  • the manufacturing process in accordance with the invention makes it possible to obtain flexible structures of all shapes, without any visible assembly joint.
  • the method may consist in using a temporary mold made of a material that can be decomposed by contact with a suitable chemical decomposition product, the operation of decomposition of said temporary mold being carried out by contact of the latter with said chemical product of decomposition.
  • the method may consist in using a temporary mold made of a material decomposable by heat, the operation of decomposing said temporary mold being carried out by contact of the latter with a heat source.
  • the method may consist in using a temporary mold made of a material decomposable by the combination of at least two decomposition techniques (chemical decomposition and by heat).
  • the operation of placing a support structure on at least part of the peripheral surface of the temporary mold comprises an operation of coating a flexible polymerizable material in one or more layers on at least part of the peripheral surface of the provisional mould.
  • the operation of placing a support structure on at least part of the peripheral surface of the temporary mold comprises an operation of braiding or weaving one or more wire organs on at least part of the peripheral surface of said temporary mold.
  • the operation of placing a support structure on at least part of the peripheral surface of the temporary mold comprises an operation of assembling different patterns of coated or uncoated fabrics.
  • the operation of placing a support structure on at least part of the peripheral surface of said temporary mold may consist of the combination of different techniques or embodiments described above.
  • this operation may consist of the combination of a braiding or weaving operation of one or more wire organs on at least part of the peripheral surface of the temporary mold and an operation of applying one or more layers of polymerizable coating.
  • the method comprises an operation of placing an impermeable peripheral coating around the peripheral surface of the temporary mold, delimiting an internal volume intended to be filled with a pressurized filling fluid, to obtain an inflatable structure.
  • This operation of positioning the waterproof peripheral coating can be carried out by positioning said support structure provided for being waterproof; it can also be carried out by adding a sealed envelope to said support structure.
  • the method comprises, after the operation of placing a support structure on at least part of the peripheral surface of the temporary mould:
  • Said operation for connecting different parts of the support structure by at least one member passing through said temporary mold may consist of using at least one flexible wire member and performing a plurality of successive passages of said at least one flexible wire member through said temporary mold and said associated support structure, in the manner of a sewing operation.
  • This operation of connecting different parts of said support structure by at least one member passing through said temporary mold can also consist of using at least one flexible or rigid wire element and connecting different parts of said support structure by said flexible or rigid wire elements, like a padding operation.
  • the present invention also relates to an inflatable structure obtained by the method described above, which inflatable structure comprises at least one support structure of which different parts are remotely connected by a plurality of wire elements, and a sealed envelope which covers said at least a support structure and said plurality of wire elements, which sealed envelope delimits an internal volume intended to be filled by a pressurized filling fluid and comprises means suitable for filling and emptying said filling fluid, and at least some of said wired element are obtained by passages through said support structure in the manner of a seam, consisting of successive passages of at least one flexible wired member through said support structure, or in the manner of an operation of padding. At least some of the wire elements may have different lengths and/or be arranged non-parallel with respect to each other.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a temporary mold suitable for the manufacture of an inflatable structure according to the invention
  • Figure 2 is a schematic view showing the temporary mold of Figure 1 covered with a support structure
  • Figure 3 is a schematic view which illustrates, starting from Figure 2, the connection of different parts of the support structure by a plurality of wire elements passing through the temporary mold;
  • Figure 4 is a schematic view detailing the bonding operation shown in Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic view which shows, starting from Figure 3, the covering of the temporary mold and the support structure by a sealed envelope;
  • FIG. 6 is a schematic view which illustrates the operation of decomposition of the temporary mold and of extraction of the decomposed temporary mold from the internal volume of the three-dimensional inflatable structure;
  • Figure 7 is a schematic view which illustrates the operation of pressurizing the inflatable structure in three dimensions by a filling fluid under pressure
  • Figure 8 is a schematic view which illustrates the inflatable structure of Figure 5 pressurized by the filling fluid
  • FIG. 9 is a partially sectioned diagrammatic perspective view, which illustrates an alternative embodiment of an inflatable structure according to the invention.
  • Figure 10 is a schematic perspective view of a temporary mold suitable for obtaining the inflatable structure illustrated in Figure 9;
  • Figure 11 is a schematic sectional view which illustrates another possible embodiment of an inflatable structure according to the invention.
  • Figure 12 is a schematic sectional view which illustrates yet another possible embodiment of an inflatable structure according to the invention.
  • Figure 13 is a schematic and partial view, which illustrates yet another possible embodiment of an inflatable structure according to the invention.
  • Figure 14 is a schematic view of a temporary mold suitable for manufacturing a flexible structure according to an alternative embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 15 is a schematic view showing the provisional mold of Figure
  • Figure 16 is a schematic view showing the provisional mold of Figure
  • FIG. 17 is a schematic view which illustrates the operation of decomposition of the temporary mold and extraction of the decomposed temporary mold from the internal volume of the flexible structure of FIG. 16;
  • Figure 18 is a schematic view which illustrates the operation of pressurizing the flexible structure of Figure 17 by a filling fluid under pressure
  • Figure 19 is a schematic view of a temporary mold suitable for manufacturing a three-dimensional flexible structure in accordance with another alternative embodiment of the method in accordance with the invention, here in the form of a bathing or diving suit;
  • Figure 20 is a schematic view showing the temporary mold of Figure 19 covered with a support structure
  • Figure 21 is a schematic view of the three-dimensional flexible structure obtained after the destruction/decomposition of the provisional mold of Figure 20.
  • Figures 1 to 8 illustrate a method of manufacturing an inflatable structure according to the invention comprising a sealed envelope delimiting a volume internal valve intended to be filled with a filling fluid under pressure, which method consists of:
  • This operation consists in generating a temporary mold 1, rigid or semi-rigid, the contour of which is delimited by a peripheral surface 11 .
  • the general shape of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1 corresponds to the final shape of the three-dimensional inflatable structure that one wishes to obtain, or is close to this final shape.
  • This temporary mold 1 can be obtained for example by machining in 3 dimensions, by molding, sculpture or by aggregation of different elements.
  • the material used to make the temporary mold 1 is chosen from materials capable of being perforated, for its subsequent perforation by wire elements.
  • the material of the temporary mold 1 is capable of being perforated, manually or mechanically, directly by one or more wire elements, or by means of one or more needles or the like associated with the wire elements.
  • the body of this temporary mold 1 is intended to be decomposed by a subsequent destruction/decomposition/evacuation operation.
  • the constituent material of the temporary mold can be a low density material (for example a material whose density is less than 60 kg/m3).
  • the constituent material temporary mold 1 can be paraffin, Plastiline (registered trademark), soap, wax or any other material easily decomposed in the liquid state under the action of heat.
  • the material constituting the temporary mold 1 can also be polystyrene (EPS), glycerine, or any other polymer in the form of a foam or paste that is easily soluble in a solvent.
  • This step here consists in attaching or conforming on at least a part of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1, a support structure 2, different parts of which are intended to be connected by wire elements passing through said temporary mold 1.
  • the support structure 2 can be in one element or in several elements. It comprises an internal surface 21 intended to come into contact with the peripheral surface 11 of the temporary mold 1, and an opposite external surface 22.
  • the support structure 2 can cover only part of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1, but, preferably, it covers the entire peripheral surface 11 of the temporary mold 1.
  • the support structure 2 here consists of an intermediate casing 2 delimited by an internal surface of the intermediate casing 21 and by an external surface of the intermediate casing 22; and this intermediate envelope 2 has a general shape identical or almost identical to that of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1 and covers the entirety of this peripheral surface 11 .
  • This support structure in the form of an intermediate envelope 2 can for example be obtained by applying a polymerizable coating, by braiding or weaving wire elements, or be made of conformable material(s) hot or cold.
  • This intermediate casing 2 can be composed of one or more layers of flexible or semi-rigid materials, preferably with low elongation.
  • the material must be able to be perforated or pierced to allow passage of the wire elements. It can be waterproof or not waterproof.
  • a layer of polymerizable coating is first applied to the temporary mould, a filament braiding operation forming a fabric is then carried out on the first layer of polymerizable coating, then at least one second layer of polymerizable coating is applied to the fabric made by filament braiding.
  • membranes, fabrics, canvases, films or fibers, composite or not for example in aramid, in kevlar, in fluoropolymer (ETFE, PTFE%), in glass, in carbon , PVC, polyester, silicone, metal mesh, PU, TPU etc.
  • aramid in kevlar
  • fluoropolymer ETFE, PTFE
  • glass in carbon , PVC, polyester, silicone, metal mesh, PU, TPU etc.
  • the support structure may consist of one or more sections, or one or more plates, of rigid, semi-rigid or flexible material, possibly comprising preformed orifices for the passage of the wire elements.
  • the support structure 2 can be equipped with one or more valves 23 suitable for filling and emptying the interior volume of the inflatable structure with a suitable filling fluid.
  • the valve(s) 23 are secured tightly to the sealed envelope of the inflatable structure in the rest of the manufacturing process.
  • This operation consists in connecting, by stitching or padding, different parts of the support structure 2, this through the temporary mold 1, by means of a plurality of wire elements 3.
  • the purpose of the sewing or padding operation is to generate a network of threads or ties making it possible to more or less freeze the shape of the support structure 2 when it is subsequently pressurized by the filling fluid.
  • the wire elements 3 can be arranged in all directions and in varying densities within the same inflatable structure. They may have the same length, or at least some of them may have different lengths, depending on the final shape desired for the inflatable structure.
  • the wire elements 3 can be arranged parallel to each other, or not parallel to each other. Some groups of wireframe elements may extend parallel to each other in one direction, and one or more groups of wireframe elements may extend parallel to each other in another or in other directions.
  • Each wired element 3 of the network must retain more or less the same dimension after the pressurization of the inflatable structure by a filling fluid.
  • wire elements 3 can be used any type of wire, cable, braid, link, rivet, screw or fastener, preferably flexible and with a relatively low elongation and not degradable by the process of decomposition of the temporary mold.
  • nylon, polyester, polyethylene, polyamide, polypropylene, polyethylene, PTFE, Kevlar, aramid, carbon, metal, etc. threads can be used.
  • the sewing operation consists in using a flexible wired member 4 and performing a plurality of successive passages of this flexible wired member 4 through the temporary mold 1 and the associated support structure 2, to obtain a plurality of wire elements 3.
  • wire elements 3 are assembled together by wire member sections 41 resting against the outer surface of the intermediate casing 22.
  • a single or several wired elements 4 can/can be used to constitute the network of wired elements sought.
  • the ends of the wired members 4 are secured to the support structure 2 by any suitable means.
  • the padding operation (not shown) consists in using a plurality of unit wire elements, flexible, semi-rigid or rigid, which pass through the temporary mold 1 as well as the support structure 2, and whose two ends are locked by a node, a button or by any appropriate means, against the external face of the support structure.
  • the positions, number and distribution of the wire elements 3 are adapted according to the inflatable structure concerned, in particular according to the resistance and the aesthetics sought.
  • This operation consists of sealing the structure, so that it can be pressurized by a filling fluid.
  • the sealed envelope 5, constituting the sealed peripheral coating, is delimited by an internal surface of the sealed envelope located opposite the support structure 2 and the temporary mold 1, and by an external surface of the opposite sealed envelope.
  • the internal surface of the sealed envelope delimits the internal volume 51 of the inflatable structure in three dimensions.
  • This sealed envelope 5 preferably has the same shape as the peripheral surface 11 of the temporary mold 1; it is shaped on the latter, above the support structure 2.
  • the sealed envelope 5 can be obtained by spraying a polymer in a sealed manner directly on the support structure 2 and the temporary mold 1 .
  • the inner surface of the sealed envelope 5 is then secured to the support structure 2 and possibly with the peripheral surface of the temporary mold 1 not covered by the support structure 2.
  • This securing is carried out by any appropriate means, in particular by bonding by means of a suitable glue, or by welding.
  • the sealed envelope 5 can be created on the support structure 2 and on the possible part of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1 not covered by the support structure 1, by means of a liquid coating product, semi - liquid or pasty, conformable hot or cold and adapted to be transformed, for example by polymerization, into a flexible waterproof coating.
  • the sealed envelope 5 can be composed of one or more layers of sealed, flexible or semi-rigid materials. It can be covered with a protective shell. If it is attached and glued or welded to the support structure 2, the sealed casing 5 may consist of one or more layers or thicknesses of flexible or semi-rigid sealed materials. It is possible to use films or membranes, composite or not, for example made of aramid, Kevlar, fluoropolymer (ETFE, PTFE, etc.), fiberglass, carbon, PVC, polyester, silicone, PU, TPU, EVA, sheet metal etc.
  • the sealed envelope 5 can be obtained for example by coating a polyurethane, silicone or other polymer layer.
  • the inflation/drain valve(s) 23 are tightly secured to the waterproof casing 5.
  • valve(s) 23 for inflating/draining the inflatable structure can be attached and fixed to the sealed envelope only at this stage of the manufacturing process.
  • the material constituting the temporary mold 1 must be designed to be destructible/decomposable by a suitable chemical decomposition product or by a suitable physical means.
  • a temporary mold 1 made of polystyrene can be decomposed/dissolved by a decomposition chemical such as acetone.
  • Another possibility consists in using a temporary mold 1 made of a material decomposable by heat (for example a wax), the operation of decomposing said temporary mold 1 being carried out by contact with a heat source.
  • a temporary mold 1 made of a material decomposable by heat for example a wax
  • the extraction of the destroyed/decomposed temporary mold from the internal volume of the inflatable structure can be achieved by the valve(s) 23 used to inflate/deflate the inflatable structure.
  • the inflatable structure 6 is obtained integrating a network of wire elements 3, ready to be pressurized by a filling fluid.
  • Figure 6 shows container C for recovering at least part of the remnants of the decomposed temporary mould.
  • the pressurization of the inflatable structure 6 can be carried out by means of various gases or liquids. It is for example possible to use air, water, oil, helium, argon, krypton, xenon etc.
  • a compressor D can be used to inflate the inflatable structure 6 with air via the valve 23.
  • the inflatable structure 6 for example illustrated in FIG. 8 is obtained, the internal volume 51 of which is filled with pressurized fluid.
  • the lateral ends 61 of the inflatable structure 6, devoid of wired holding elements 3, comprise synclastic surfaces (convex bulges seen from the outside).
  • the solidity, resistance, deformability and stiffness of the inflatable structure obtained depend in particular on the type of materials (envelopes, wire elements) and the fluids used, as well as the volume, the shape of the structure and the pressure. internal.
  • FIG. 9 shows an alternative embodiment of an inflatable structure 6, made from a temporary mold 1 as shown in FIG. 10.
  • the inflatable structure 6 in FIG. 9 comprises a sealed envelope 5 secured to a support envelope 2 associated with a network of wire elements 3.
  • the internal volume 51 of this inflatable structure 6 is filled with a pressurized fluid after the temporary mold 1 has broken down.
  • the installation of the sealed envelope 5 can be carried out after the stage of decomposition of the temporary mold 1.
  • it may be desirable for technical issues for example related to dimensions, limitations of the production tool, to problems of transport or implementation, to questions of safety, redundancy, articulation, reporting on in or through external elements etc..., to pair or to fix between them or to elements external, different volumes, compartments or panels resulting from the manufacturing process defined by the present invention, for example by welding or by gluing, by mechanical fixings, by articulated links, by assembly profiles, etc.
  • FIG. 11 it is possible to fix together, for example by sewing, gluing, welding or other, different volumes previously made by sewing a support structure (in the form of a primary envelope) to through a temporary mold (as described in step 3 of the process - see figures 3 and 4).
  • the structure thus created can then be sealed by a peripheral outer sealed envelope 5, according to the technique described in step 4 above of the manufacturing process.
  • Such an inflatable structure 6 comprises a single internal inflatable volume 51 and may comprise a single valve 23 for inflation/emptying.
  • FIG. 12 Another possibility, illustrated schematically in Figure 12, consists in making several inflatable structures 6 each comprising a support structure 2, a network of wires 3 and a sealed envelope 5 equipped with at least one valve 23, and placing these different structures inflatables 6 inside an outer shell 7.
  • the outer shell 7 can be in any form: envelope, waterproof or not (for example a fabric made of Kevlar fibers, coated or not), flexible or semi-rigid mesh or trellis (for example a metal net).
  • the inflatable assembly 8 thus obtained comprises a plurality of separate pneumatic chambers, each pressurized by one or more fluids.
  • the support structure 2 can be provided in the form of a sealed envelope, and after the connection operation by stitching or padding of wire elements 3 (step 3 above of the manufacturing process), sealing of the inflatable structure 6 is achieved, by sealing means 9, only in the areas of the support structure 2 where the waterproofing has been damaged (i.e. at the level of the seam or padding areas).
  • the sealing means 9 consist of a preformed plate or film material, glued or welded; they can also consist of a suitable paint or a coating of a polyurethane, PVC, silicone or other layer.
  • Figures 14 to 18 illustrate a variant embodiment of the method according to the invention, again for obtaining a flexible inflatable structure in three dimensions.
  • This operation consists in generating a temporary mold 1, rigid or semi-rigid, the contour of which is delimited by a peripheral surface 11 .
  • the general shape of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1 corresponds to the final shape of the flexible structure that one wishes to obtain, or is close to this final shape.
  • This temporary mold 1 can be obtained for example by molding, by machining in three dimensions, by sculpture or by aggregation of different elements.
  • the constituent material of the temporary mold 1 can be polystyrene, or even polyurethane, polyamide, or any other polymer that is easily soluble in a solvent.
  • the constituent material of the provisional mold 1 can be wax which can be decomposed by heat, or any other similar material.
  • the sealed peripheral coating can be composed of one or more layers of flexible or semi-rigid materials, preferably with low elongation.
  • a support structure 2 formed of one or more layers of braided or woven wire materials, covered with a sealed envelope 5 formed of one or more layers of coatings or varnishes , applied by spraying, by projection, by infusion or by any other suitable means.
  • the impermeable peripheral coating can be formed solely from one or more layers of coatings or varnishes.
  • the inflation/emptying valve 23 illustrated in FIG. 15 can be installed at this stage, simultaneously with the sealed peripheral coating, to subsequently allow the filling and emptying of the interior volume of the flexible structure by a filling fluid. adapted.
  • the sealed peripheral coating can then be filled with suitable foams, or with suitable small-size solids.
  • Figures 19 to 21 illustrate a variant embodiment of the method according to the invention, here for obtaining a flexible three-dimensional structure in the form of a bathing or diving suit.
  • This operation consists in generating a temporary mold 1, rigid or semi-rigid, the contour of which is delimited by a peripheral surface 11 .
  • the general shape of the peripheral surface 11 of the temporary mold 1 corresponds to the final shape of the flexible structure that one wishes to obtain, or is close to this final shape.
  • This temporary mold 1 can be obtained for example by machining in three dimensions, by sculpture or by aggregation of different elements.
  • the constituent material of the temporary mold 1 can be a foam, a paste or a resin, for example polystyrene, polyurethane, glycerin, or any other material easily soluble in a solvent.
  • the constituent material of the temporary mold 1 can be wax, glycerin, paraffin, palm oil, soap, or any other material that can be decomposed by heat.
  • the peripheral coating (support structure 2) can be composed of one or more layers of flexible or semi-rigid materials, preferably with low elongation.
  • it can be composed of an envelope (watertight or not) formed of one or more layers of coatings, elastomers or varnishes, applied by projection, by spraying, by infusion or by any other suitable means. .
  • the present invention can find applications in many technical fields, for example: Clothing: for making clothing and more particularly wetsuits, for example bathing suits or diving suits...

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une structure souple en trois dimensions, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations suivantes : - préparation d'un moule provisoire (1) délimité par une surface périphérique (11), - mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11) dudit moule provisoire (1), - décomposition dudit moule provisoire (1), - extraction dudit moule provisoire décomposé.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de fabrication d’une structure souple en trois dimensions et la structure souple obtenue par le procédé
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique de la fabrication des structures souples.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’une structure souple en trois dimensions, ainsi que la structure souple obtenue par le procédé.
Etat de la technique
Les structures souples sont utilisées dans de nombreux domaines pour la réalisation par exemple de combinaisons de bain ou de plongée, de structures gonflables, de membranes tendues, de matelas, de coussins, à des fins diverses, esthétiques ou utilitaires, par exemple dans les domaines du sport, de l'habillement, de l'industrie, de l’architecture ou de l’ameublement.
D’une manière générale, les structures souples peuvent être obtenues par la mise en patrons et la découpe de rouleaux de tissus, de films ou de textiles enduits, puis par l'assemblage des différents patrons, par exemple par couture, par soudure, par collage, ou par une combinaison de plusieurs de ces techniques d'assemblage.
Les structures souples sont ensuite remplies ou tendues pour obtenir leur forme finale d’utilisation.
Par exemple, dans le cas de vêtements, les structures souples sont enfilées sur le corps, et c'est le volume corporel qui leur donne leur forme finale. Les structures gonflables sont tendues par la pression pneumatique d'un fluide qui leur donne leur forme finale. Les coussins ou les matelas sont remplis, par exemple par des mousses ou des billes, et ce remplissage leur donne leur forme finale. Les membranes tendues sont mise sous tension par une pré-tension mécanique, et cette pré-tension leur donne leur forme finale.
Cependant, la nécessité d'utiliser des techniques d'assemblages de formes prédécoupées implique la présence de joints de couture, de soudure, de collage ou autre, ce qui peut créer des zones de fragilité, des défauts d’étanchéité et/ou une discontinuité de surface.
Par ailleurs, pour renforcer les structures souples et permettre la génération d’une plus grande pluralité de formes, il est possible de réaliser des cloisonnements ou des systèmes de capitonnage à l’intérieur de la structure souple, en particulier pour des structures gonflables.
Cependant, les techniques nécessaires à la mise en œuvre de ces réalisations sont complexes et généralement délicates à mettre en œuvre. De plus dans les structures souples obtenues, les zones non retenues directement par les fixations des cloisonnements ou des capitons ont une tendance à la déformation synclastique.
Présentation de l'invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un procédé de fabrication d’une structure souple en trois dimensions, caractérisé par le fait qu’il comprend les opérations suivantes :
- préparation d’un moule provisoire délimité par une surface périphérique,
- mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique dudit moule provisoire,
- décomposition dudit moule provisoire,
- extraction dudit moule provisoire décomposé.
Si besoin, on peut prévoir un orifice ou une valve sur la structure support pour l’évacuation ou l’extraction du moule provisoire décomposé. L’orifice peut être rebouché après évacuation du moule provisoire décomposé.
Si besoin un fluide sous pression et/ou des petits fragments de bloc de mousse ou autre solide peuvent être utilisés pour combler la place du volume provisoire décomposé et extrait.
Le procédé de fabrication conforme à l’invention permet l'obtention de structures souples de toutes formes, sans aucun joint d'assemblage apparent.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
Selon un mode de réalisation possible, le procédé peut consister à utiliser un moule provisoire en un matériau décomposable par contact avec un produit chimique de décomposition adapté, l’opération de décomposition dudit moule provisoire étant réalisée par contact de ce dernier avec ledit produit chimique de décomposition.
Alors, on peut par exemple utiliser un moule provisoire en matériau de type polystyrène et un produit chimique de décomposition, de type solvant. Selon un autre mode de réalisation, le procédé peut consister à utiliser un moule provisoire en un matériau décomposable par la chaleur, l’opération de décomposition dudit moule provisoire étant réalisée par contact de ce dernier avec une source de chaleur.
Alors, on peut par exemple utiliser un moule provisoire en matériau de type cire pouvant être décomposé à l'état liquide avec une source de chaleur.
Selon encore une autre possibilité, le procédé peut consister à utiliser un moule provisoire en un matériau décomposable par la combinaison d'au moins deux techniques de décomposition (décomposition chimique et par la chaleur).
Selon un mode de réalisation, l'opération de mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire comprend une opération d’enduction d’un matériau souple polymérisable en une ou plusieurs couches sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire.
Selon un autre mode de réalisation, l'opération de mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire comprend une opération de tressage ou de tissage d’un ou de plusieurs organes filaires sur au moins une partie de la surface périphérique dudit moule provisoire.
Selon encore un autre mode de réalisation, l'opération de mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire comprend une opération d’assemblage de différents patrons de tissus enduits ou non.
L’opération de mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique dudit moule provisoire peut consister en la combinaison de différentes techniques ou modes de réalisation décrits ci-dessus.
Par exemple cette opération peut consister en la combinaison d’une opération de tressage ou de tissage d'un ou plusieurs organes filaires sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire et d'une opération d'application d'une ou plusieurs couches d'enduit polymérisable.
Selon encore un autre mode de réalisation, le procédé comprend une opération de mise en place d’un revêtement périphérique étanche autour de la surface périphérique du moule provisoire, délimitant un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression, pour obtenir une structure gonflable. Cette opération de mise en place du revêtement périphérique étanche peut être réalisée par la mise en place de ladite structure support prévue étanche ; elle peut aussi être réalisée en rapportant une enveloppe étanche sur ladite structure support.
Selon encore une autre particularité, le procédé comprend, après l’opération de mise en place d'une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire :
- une opération de liaison de différentes parties de la structure support par au moins un organe traversant ledit moule provisoire, suivie par
- ladite opération d’apport d’une enveloppe étanche sur ladite structure support (par exemple par l’application d’une couche d’enduit polymérisable).
Ladite opération de liaison de différentes parties de la structure support par au moins un organe traversant ledit moule provisoire peut consister à utiliser au moins un organe filaire souple et à réaliser une pluralité de passages successifs dudit au moins un organe filaire souple au travers dudit moule provisoire et de ladite structure support associée, à la manière d’une opération de couture.
Cette opération de liaison de différentes parties de ladite structure support par au moins un organe traversant ledit moule provisoire peut aussi consister à utiliser au moins un élément filaire souple ou rigide et à relier différentes parties de ladite structure support par lesdits éléments filaires souples ou rigides, à la manière d’une opération de capitonnage.
La présente invention concerne encore une structure gonflable obtenue par le procédé décrit ci-dessus, laquelle structure gonflable comprend au moins une structure support dont différentes parties sont reliées à distance par un pluralité d’éléments filaires, et une enveloppe étanche qui recouvre ladite au moins une structure support et ladite pluralité d’éléments filaires, laquelle enveloppe étanche délimite un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression et comprend des moyens adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage, et certains au moins desdits élément filaires sont obtenus par des passages au travers de ladite structure support à la manière d’une couture, consistant en des passages successifs d’au moins un organe filaire souple au travers de ladite structure support, ou à la manière d’une opération de capitonnage. Certains au moins des éléments filaires peuvent avoir des longueurs différentes et/ou être disposés non parallèlement les uns par rapport aux autres.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description détaillée de l'invention
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :
La figure 1 est une vue schématique en coupe d’un moule provisoire adapté pour la fabrication d’une structure gonflable conforme à l’invention ;
La figure 2 est une vue schématique qui montre le moule provisoire de la figure 1 recouvert d’une structure support ;
La figure 3 est une vue schématique qui illustre, partant de la figure 2, la liaison de différentes parties de la structure support par un pluralité d’éléments filaires traversant le moule provisoire ;
La figure 4 est une vue schématique détaillant l’opération de liaison illustrée sur la figure 3 ;
La figure 5 est une vue schématique qui montre, partant de la figure 3, le recouvrement du moule provisoire et de la structure support par une enveloppe étanche ;
La figure 6 est une vue schématique qui illustre l’opération de décomposition du moule provisoire et d’extraction du moule provisoire décomposé hors du volume interne de la structure gonflable en trois dimensions ;
La figure 7 est une vue schématique qui illustre l’opération de mise sous pression de la structure gonflable en trois dimensions par un fluide de remplissage sous pression ;
La figure 8 est une vue schématique qui illustre la structure gonflable de la figure 5 mise sous pression par le fluide de remplissage ;
La figure 9 est une vue schématique en perspective partiellement coupée, qui illustre une variante de réalisation d’une structure gonflable conforme à l’invention ; La figure 10 est une vue schématique en perspective d’un moule provisoire adapté pour l’obtention de la structure gonflable illustrée sur la figure 9 ;
La figure 11 est une vue schématique en coupe qui illustre une autre forme de réalisation possible d’une structure gonflable selon l’invention ;
La figure 12 est une vue schématique en coupe qui illustre encore une autre forme de réalisation possible d’une structure gonflable selon l’invention ;
La figure 13 est une vue schématique et partielle, qui illustre encore une autre forme de réalisation possible d’une structure gonflable selon l’invention ;
La figure 14 est une vue schématique d’un moule provisoire adapté pour la fabrication d’une structure souple conforme à une variante de réalisation du procédé conforme à l’invention ;
La figure 15 est une vue schématique qui montre le moule provisoire de la figure
14 équipé d’une valve de gonflage/vidange ;
La figure 16 est une vue schématique qui montre le moule provisoire de la figure
15 recouvert d’une structure support ;
La figure 17 est une vue schématique qui illustre l’opération de décomposition du moule provisoire et d’extraction du moule provisoire décomposé hors du volume interne de la structure souple de la figure 16 ;
La figure 18 est une vue schématique qui illustre l’opération de mise sous pression de la structure souple de la figure 17 par un fluide de remplissage sous pression ;
La figure 19 est une vue schématique d’un moule provisoire adapté pour la fabrication d’une structure souple en trois dimensions conforme à une autre variante de réalisation du procédé conforme à l’invention, ici en forme de combinaison de bain ou de plongée ;
La figure 20 est une vue schématique qui montre le moule provisoire de la figure 19 recouvert d’une structure support ;
La figure 21 est une vue schématique de la structure souple en trois dimensions obtenue après la destruction/décomposition du moule provisoire de la figure 20.
Il est à noter que, sur ces figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
Les figures 1 à 8 illustrent un procédé de fabrication d’une structure gonflable conforme à l’invention comprenant une enveloppe étanche délimitant un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression, lequel procédé consiste :
- à préparer un moule provisoire délimité par une surface périphérique,
- à mettre en place une structure support sur la surface périphérique dudit moule provisoire,
- à relier différentes parties de ladite structure support par une pluralité d’éléments filaires traversant ledit moule provisoire,
- à décomposer ledit moule provisoire,
- à extraire ledit moule provisoire décomposé hors dudit volume interne,
- à recouvrir la structure support par une enveloppe étanche, et
- à introduire un fluide de remplissage dans le volume interne de la structure gonflable.
1 - Etape/opération de préparation du moule provisoire (figure 1 ) :
Cette opération consiste à générer un moule provisoire 1 , rigide ou semi-rigide, dont le contour est délimité par une surface périphérique 11 .
La forme générale de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 correspond à la forme définitive de la structure gonflable en trois dimensions que l’on souhaite obtenir, ou est proche de cette forme définitive.
Ce moule provisoire 1 peut être obtenu par exemple par un usinage en 3 dimensions, par moulage, sculpture ou par agrégation de différents éléments.
Le matériau utilisé pour réaliser le moule provisoire 1 est choisi parmi les matériaux aptes à être perforés, pour sa perforation ultérieure par des éléments filaires.
En particulier, le matériau du moule provisoire 1 est apte à être perforé, manuellement ou mécaniquement, directement par un ou des éléments filaires, ou au moyen d’une ou de plusieurs aiguilles ou similaire associée(s) aux éléments filaires.
Le corps de ce moule provisoire 1 est destiné à être décomposé par une opération ultérieure de destruction/décomposition/évacuation.
Le matériau constitutif du moule provisoire peut être un matériau à faible densité (par exemple un matériau dont la densité est inférieure à 60Kg/m3).
Le matériau constitutif moule provisoire 1 peut être de la paraffine, de la Plastiline (marque déposée), du savon, de la cire ou tout autre matériau facilement décomposé à l’état liquide sous l’action de la chaleur. Le matériau constitutif moule provisoire 1 peut encore être du polystyrène (PSE), de la glycérine, ou tout autre polymère sous forme de mousse ou de pâte facilement soluble dans un solvant.
2/ Etape/opération de mise en place d’une structure support sur au moins une partie de la surface périphérique du moule provisoire (figure 2) :
Cette étape consiste ici à rapporter ou conformer sur au moins une partie de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 , une structure support 2, dont différentes parties sont destinées à être reliées par des éléments filaires traversant ledit moule provisoire 1.
La structure support 2 peut se présenter en un élément ou en plusieurs éléments. Elle comprend une surface interne 21 destinée à venir en contact avec la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 , et une surface externe 22 opposée.
La structure support 2 peut recouvrir une partie seulement de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 , mais, de préférence, elle recouvre l’intégralité de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 .
Plus particulièrement la structure support 2 consiste ici en une enveloppe intermédiaire 2 délimitée par une surface interne d’enveloppe intermédiaire 21 et par une surface externe d’enveloppe intermédiaire 22 ; et cette enveloppe intermédiaire 2 a une forme générale identique ou quasiment identique à celle de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 et recouvre l’intégralité de cette surface périphérique 11 . Cette structure support en forme d'enveloppe intermédiaire 2 peut par exemple être obtenue par application d’un enduit polymérisable, par tressage ou tissage d’éléments filaires, ou être réalisée en matériau(x) conformable(s) à chaud ou à froid.
Cette enveloppe intermédiaire 2 peut être composée d'une ou de plusieurs couches de matériaux flexibles ou semi-rigides, de préférence avec une faible élongation.
Le matériau doit pouvoir être perforé ou percé pour permettre le passage des éléments filaires. Il peut être étanche ou non étanche.
Il est possible de réaliser un tissu tissé sur le moule provisoire à la manière d’une opération d’enroulement filamentaire. Il est possible de réaliser un tissu tressé sur le moule provisoire, à la manière d’une opération de tressage de corde. Il est possible d’appliquer une ou plusieurs couches d’enduit polymérisable, en silicone, en polyuréthane (PU), en polychlorure de vinyle (PVC) ou autre polymère, par exemple par pulvérisation sur le moule provisoire.
La combinaison des techniques d’application d’une ou plusieurs couches d’enduit polymérisable et de réalisation d’un tissu tressé autours du moule provisoire est recommandée.
De façon préférée, il est d’abord appliqué une couche d’enduit polymérisable sur le moule provisoire, une opération de tressage filamentaire formant tissu est ensuite réalisée sur la première couche d’enduit polymérisable, puis au moins une seconde couche d’enduit polymérisable est appliquée sur le tissu réalisé par tressage filamentaire.
Il est aussi possible d’utiliser des membranes, des tissus, des toiles, des films ou des fibres, composites ou non, par exemple en aramide, en kevlar, en fluoropolymère (ETFE, PTFE...), en verre, en carbone, en PVC, en polyester, en silicone, en résille de métal, en PU, TPU etc.
A titre de variantes la structure support peut être constituée d’un ou de plusieurs profilés, ou d’une ou de plusieurs plaques, en matériau rigide, semi-rigide ou souple, comprenant éventuellement des orifices préformés pour le passage des éléments filaires.
A ce stade, la structure support 2 peut être équipée d’une ou de plusieurs valves 23 adaptée(s) pour le remplissage et la vidange du volume intérieur de la structure gonflable par un fluide de remplissage adapté. La ou les valves 23 sont solidarisées de manière étanche avec l’enveloppe étanche de la structure gonflable dans la suite du process de fabrication.
3/ Etape/opération de liaison de différentes parties de la structure support par une pluralité d’éléments filaires traversant le moule provisoire (figures 3 et 4) :
Cette opération consiste à relier, par couture ou capitonnage, différentes parties de la structure support 2, cela au travers du moule provisoire 1 , au moyen d’une pluralité d’éléments filaires 3.
Le but de l’opération de couture ou de capitonnage est de générer un réseau de fils ou de liens permettant de figer plus ou moins la forme de la structure support 2 quand elle sera ultérieurement mise sous pression par le fluide de remplissage. Les éléments filaires 3 peuvent être disposés dans toutes les directions et selon des densités variables au sein de la même structure gonflable. Ils peuvent avoir la même longueur, ou certains au moins d’entre eux peuvent avoir des longueurs différentes, en fonction de la forme finale recherchée pour la structure gonflable.
Les éléments filaires 3 peuvent être disposés parallèlement les uns par rapport aux autres, ou non parallèlement les uns par rapport aux autres. Certains groupes d’éléments filaires peuvent s’étendre parallèlement les uns par rapport aux autres dans une direction, et un ou d’autres groupes d’éléments filaires peuvent s’étendre parallèlement les uns par rapport aux autres dans une autre ou dans d’autres directions.
Chaque élément filaire 3 du réseau doit conserver plus ou moins la même dimension après la mise sous pression de la structure gonflable par un fluide de remplissage.
Pour constituer les éléments filaires 3 on peut utiliser tout type de fil, câble, tresse, lien, rivet, vis ou attache, de préférence flexible et avec une élongation relativement faible et non dégradable par le processus de décomposition du moule provisoire.
Par exemple on peut utiliser des fils en nylon, en polyester, en polyéthylène, en polyamide, en polypropylène, en polyéthylène, en PTFE, en kevlar, en aramide, en carbone, en métal etc...
Tel que représenté schématiquement sur la figure 4, l’opération de couture consiste à utiliser un organe filaire souple 4 et à réaliser une pluralité de passages successifs de cet organe filaire souple 4 au travers du moule provisoire 1 et de la structure support 2 associée, pour obtenir une pluralité d’éléments filaires 3.
Les éléments filaires 3 sont assemblés entre eux par des tronçons d’organe filaire 41 en appui contre la surface externe d’enveloppe intermédiaire 22.
Un seul ou plusieurs organes filaires 4 peut/peuvent être utilisé(s) pour constituer le réseau d’éléments filaires recherché. Les extrémités des organes filaires 4 sont solidarisées avec la structure support 2 par tout moyen approprié.
L’opération de capitonnage (non représentée) consiste à utiliser une pluralité d’éléments filaires unitaires, souples, semi-rigides ou rigides, qui traversent le moule provisoire 1 ainsi que la structure support 2, et dont les deux extrémités sont verrouillées par un nœud, un bouton ou par tout moyen approprié, contre la face externe de la structure support. Les positionnements, nombre et répartition des éléments filaires 3 sont adaptés selon la structure gonflable concernée, en particulier en fonction de la résistance et de l’esthétique recherchées.
4/ Etape/opération de recouvrement, par un revêtement périphérique étanche, en forme d’une enveloppe étanche, de la structure support et de la partie éventuelle de la surface périphérique du moule provisoire non recouverte par la structure support (figure 5) :
Cette opération consiste à assurer l’étanchéité de la structure, pour qu'elle puisse être mise sous pression par un fluide de remplissage.
L’enveloppe étanche 5, constituant le revêtement périphérique étanche, est délimitée par une surface interne d’enveloppe étanche située en regard de la structure support 2 et du moule provisoire 1 , et par une surface externe d’enveloppe étanche, opposée.
La surface interne d’enveloppe étanche délimite le volume interne 51 de la structure gonflable en trois dimensions.
Cette enveloppe étanche 5 a de préférence la même forme que la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 ; elle est conformée sur celui-ci, par-dessus la structure support 2.
L’enveloppe étanche 5 peut être obtenue par pulvérisation d’un polymère de manière étanche directement sur la structure support 2 et le moule provisoire 1 .
De préférence, la surface interne de l’enveloppe étanche 5 est alors solidarisée avec la structure support 2 et éventuellement avec la surface périphérique du moule provisoire 1 non recouverte par la structure support 2. Cette solidarisation est réalisée par tout moyen approprié, en particulier par collage au moyen d’une colle adaptée, ou par soudage.
En variante, l’enveloppe étanche 5 peut être crée sur la structure support 2 et sur la partie éventuelle de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 non recouverte par la structure support 1 , au moyen d’un produit d’enduction liquide, semi- liquide ou pâteux, conformable à chaud ou à froid et adapté pour se transformer, par exemple par polymérisation, en un revêtement étanche flexible.
L’enveloppe étanche 5 peut être composée d'une ou plusieurs couches de matériaux étanches, flexibles ou semi-rigides. Elle peut être recouverte d'une carapace de protection. Si elle est rapportée et collée ou soudée sur la structure support 2, l'enveloppe étanche 5 peut être constituée d'une ou plusieurs couches ou épaisseurs de matériaux étanches flexibles ou semi-rigides. Il est possible d’utiliser des films ou des membranes, composites ou non, par exemple en aramide, en kevlar, en fluoropolymère (ETFE, PTFE...), en fibre de verre, en carbone, en PVC, en polyester, en silicone, en PU, TPU, EVA, des feuilles de métal etc.
Si elle est réalisée par ajout d'une couche enduite ou de peinture sur la structure support 2, l'enveloppe étanche 5 peut être obtenue par exemple par enduction d'une couche polyuréthane, silicone, ou autre polymère.
Comme précisé auparavant, la ou les valves 23 de gonflage/vidange sont solidarisées de manière étanche avec l’enveloppe étanche 5.
Dans une variante de réalisation la ou les valves 23 de gonflage/vidange de la structure gonflable peuvent être rapportées et fixées sur l’enveloppe étanche uniquement à ce stade du process de fabrication.
5/ Etape/opération de décomposition du moule provisoire et étape/opération d’extraction du moule provisoire décomposé hors du volume interne de la structure gonflable (figure 6) :
Ces deux étapes ont pour but de supprimer en tout ou partie le moule provisoire 1 pour que son encombrement puisse être remplacé par un fluide de remplissage sous pression.
Le matériau constitutif du moule provisoire 1 doit être prévu destructible/décomposable par un produit chimique de décomposition adapté ou par un moyen physique adapté.
Par exemple un moule provisoire 1 réalisé en polystyrène peut être décomposé/dissout par un produit chimique de décomposition tel que l’acétone.
Une autre possibilité consiste à utiliser un moule provisoire 1 en un matériau décomposable par la chaleur (par exemple une cire), l’opération de décomposition dudit moule provisoire 1 étant réalisée par contact avec une source de chaleur.
Comme illustré sur la figure 6, l’extraction du moule provisoire détruit/décomposé hors du volume interne de la structure gonflable peut être réalisé par la ou les valves 23 servant au gonflage/dégonflage de la structure gonflable.
Il est également possible de prévoir une ou plusieurs trappes ou orifice d'accès au volume intérieur, spécifiquement dédiée(s) à cette extraction. On obtient la structure gonflable 6 intégrant un réseau d’éléments filaires 3, prête à être mise sous pression par un fluide de remplissage.
Sur la figure 6 on a illustré le contenant C de récupération d’au moins une partie des restes du moule provisoire décomposé.
6/ Etape/opération de mise sous pression de la structure gonflable par un fluide de remplissage sous pression (figure 7) :
La mise sous pression de la structure gonflable 6 peut être réalisée au moyen de différents gaz ou liquides. Il est par exemple possible d'utiliser de l'air, de l'eau, de l'huile, de l'hélium, de l’argon, du krypton, du xénon etc.
Comme illustré sur la figure 7 on peut utiliser un compresseur D pour gonfler la structure gonflable 6 avec de l’air par l’intermédiaire de la valve 23.
On obtient la structure gonflable 6 par exemple illustrée sur la figure 8, dont le volume interne 51 est rempli de fluide sous pression.
Sur cette figure 8 on remarque la structure support 2 et l’enveloppe étanche 5 mises en forme par le fluide de remplissage et le réseau d’éléments filaires 3.
Ici, les extrémités latérales 61 de la structure gonflable 6, dépourvues d’éléments filaires 3 de maintien, comprennent des surfaces synclastiques (bombées convexes vues de l’extérieur).
La solidité, la résistance, la déformabilité et la raideur de la structure gonflable obtenue sont fonction notamment de la typologie des matériaux (enveloppes, éléments filaires) et des fluides utilisés, ainsi que du volume, de la forme de la structure et de la pression interne.
Encore à titre d’exemple, on a représenté sur la figure 9 une variante de réalisation d’une structure gonflable 6, réalisée à partir d’un moule provisoire 1 tel qu’illustré sur la figure 10.
La structure gonflable 6 de la figure 9 comprend une enveloppe étanche 5 solidarisée avec une enveloppe support 2 associée à un réseau d’éléments filaires 3.
Le volume interne 51 de cette structure gonflable 6 est rempli par un fluide sous pression après décomposition du moule provisoire 1.
Pour l’ensemble de modes de réalisation, dans une variante de mise en œuvre de l’invention, la pose de l'enveloppe étanche 5 peut être opérée après l’étape de décomposition du moule provisoire 1. Bien qu'il soit possible d'obtenir presque n'importe quelle forme de structure gonflable par le procédé selon la présente invention, il peut être souhaitable pour des questions techniques, par exemple liées aux dimensions, aux limites de l'outil de production, à des problématiques de transport ou de mise en œuvre, à des questions de sécurité, de redondance, d'articulation, de rapportage sur dans ou à travers des éléments externes etc..., de jumeler ou de fixer entre eux ou à des éléments externes, différents volumes, compartiments ou panneaux issus du procédé de fabrication défini par la présente invention, par exemple par soudage ou par collage, par des fixations mécaniques, par des liens articulés, par des profils d’assemblage etc.
Par exemple, tel qu’illustré sur la figure 11 , il est possible de fixer entre eux, par exemple par couture, collage soudage ou autre, différents volumes préalablement réalisés par couture d'une structure support (en forme d’enveloppe primaire) à travers un moule provisoire (comme décrit à l'étape 3 du procédé - voir figures 3 et 4). La structure ainsi créé peut ensuite être étanchéifiée par une enveloppe étanche 5 externe périphérique, selon la technique décrite à l'étape 4 ci-dessus du process de fabrication.
Les différents sous-volumes réalisés par couture des structures supports 2 à travers leur moule provisoire temporaire dédié, créent alors un volume unique, compartimenté, qui est enfermé à l'intérieur de l’enveloppe étanche 5.
Une telle structure gonflable 6 comprend un unique volume gonflable interne 51 et peut comprendre une seule valve 23 de gonflage/vidange.
Une autre possibilité, illustrée schématiquement sur la figure 12, consiste à réaliser plusieurs structures gonflables 6 comprenant chacune une structure support 2, un réseau de fils 3 et une enveloppe étanche 5 équipée d’au moins une valve 23, et à placer ces différentes structures gonflables 6 à l’intérieur d’une carapace externe 7.
La carapace externe 7 peut se présenter sous toute forme : enveloppe, étanche ou non (par exemple un tissu en fibres de kevlar, enduit ou non), maille ou treillis souple ou semi-rigide (par exemple un filet métallique).
L’ensemble gonflable 8 ainsi obtenu comprend une pluralité de chambres pneumatiques distinctes, chacune mise sous pression par un ou plusieurs fluides.
Encore à titre de variante, tel qu’illustré sur la figure 13, la structure support 2 peut être prévue en forme d’enveloppe étanche, et après l’opération de liaison par couture ou capitonnage d’éléments filaires 3 (étape 3 ci-dessus du procédé de fabrication), on réalise l’étanchéité de la structure gonflable 6, par des moyens d’étanchéification 9, uniquement dans les zones de la structure support 2 où l’étanchéité a été dégradée (c’est-à-dire au niveau des zones de couture ou de capitonnage).
Par exemple les moyens d’étanchéification 9 consistent en un matériau préformé en plaque ou film, collé ou soudé ; ils peuvent aussi consister en une peinture adaptée ou une enduction d'une couche polyuréthane, PVC, silicone, ou autre.
Les figures 14 à 18 illustrent une variante de réalisation du procédé conforme à l’invention, encore pour l’obtention d’une structure gonflable souple en trois dimensions.
Le procédé correspondant consiste :
- à préparer un moule provisoire 1 délimité par une surface périphérique 11 (figure 14),
- à installer une valve 23 de gonflage/vidange sur la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 (figure 15),
- à mettre en place un revêtement périphérique étanche 2, 5 sur la surface périphérique 11 dudit moule provisoire 1 (figure 16),
- à décomposer ledit moule provisoire 1 (figure 17),
- à extraire ledit moule provisoire décomposé (figure 17),
- à gonfler la structure gonflable 6 avec de l’air par l’intermédiaire de la valve 23, au moyen d’un compresseur D (figure 18).
1 - Etape/opération de préparation du moule provisoire 1 (figure 14) :
Cette opération consiste à générer un moule provisoire 1 , rigide ou semi-rigide, dont le contour est délimité par une surface périphérique 11 .
La forme générale de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 correspond à la forme définitive de la structure souple que l’on souhaite obtenir, ou est proche de cette forme définitive.
Ce moule provisoire 1 peut être obtenu par exemple par moulage, par usinage en trois dimensions, par sculpture ou par agrégation de différents éléments.
Le matériau constitutif du moule provisoire 1 peut être du polystyrène, ou encore du polyuréthane, du polyamide, ou tout autre polymère facilement soluble dans un solvant. Le matériau constitutif du moule provisoire 1 peut être de la cire pouvant être décomposée par la chaleur, ou tout autre matériau similaire.
2/ Etape/opération de mise en place d’un revêtement périphérique étanche 2, 5 sur au moins une partie de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 (figure 16) :
Le revêtement périphérique étanche peut être composé d'une ou de plusieurs couches de matériaux flexibles ou semi-rigides, de préférence avec une faible élongation.
Par exemple, il peut être composé : d’une structure support 2 formée d'une ou de plusieurs couches de matériaux filaires tressés ou tissés, recouverte d’une enveloppe étanche 5 formée d'une ou de plusieurs couches d'enduits ou de vernis, appliqués par pulvérisation, par projection, par infusion ou par tout autre moyen adapté.
Il est possible d’utiliser des polymères (PVC, PU, TPU, polyester, silicone, carbone nylon, polyéthylène, polyamide...), des fluoroplymères (ETFE, PTFE, FEP...) etc.
Dans une variante de réalisation, le revêtement périphérique étanche peut être formé uniquement d’une ou de plusieurs couches d’enduits ou de vernis.
Selon une variante de réalisation la valve 23 de gonflage/vidange illustrée sur la figure 15 peut être installée à ce stade, simultanément au revêtement périphérique étanche, pour permettre ultérieurement le remplissage et la vidange du volume intérieur de la structure souple par un fluide de remplissage adapté.
Selon encore une autre variante de réalisation, le revêtement périphérique étanche peut ensuite être rempli par des mousses adaptées, ou par des solides de petites tailles adaptés.
Les figures 19 à 21 illustrent une variante de réalisation du procédé conforme à l’invention, ici pour l’obtention d’une structure souple en trois dimensions en forme de combinaison de bain ou de plongée.
Le procédé correspondant consiste :
- à préparer un moule provisoire 1 délimité par une surface périphérique 11 (figure 19),
- à mettre en place un revêtement périphérique en forme de structure support 2 sur la surface périphérique 11 dudit moule provisoire 1 (figure 20), - à décomposer ledit moule provisoire 1 , d’une manière identique ou similaire à celle expliquée ci-dessus, et
- à extraire ledit moule provisoire décomposé, également d’une manière identique ou similaire à celle expliquée ci-dessus, pour obtenir la structure souple 6’ en forme de combinaison telle que représentée sur la figure 21 .
I - Etape/opération de préparation du moule provisoire 1 (figure 19) :
Cette opération consiste à générer un moule provisoire 1 , rigide ou semi-rigide, dont le contour est délimité par une surface périphérique 11 .
La forme générale de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 correspond à la forme définitive de la structure souple que l’on souhaite obtenir, ou est proche de cette forme définitive.
Ce moule provisoire 1 peut être obtenu par exemple par un usinage en trois dimensions, par sculpture ou par agrégation de différents éléments.
Le matériau constitutif du moule provisoire 1 peut être une mousse, une pâte ou une résine, par exemple du polystyrène, du polyuréthane, de la glycérine, ou tout autre matériau facilement soluble dans un solvant.
Le matériau constitutif du moule provisoire 1 peut être de la cire, de la glycérine, de la paraffine, de l’huile de palme, du savon, ou tout autre matériau pouvant être décomposé par la chaleur.
2/ Etape/opération de mise en place d’un revêtement périphérique (structure support 2) sur au moins une partie de la surface périphérique 11 du moule provisoire 1 (figure 20) :
Le revêtement périphérique (structure support 2) peut être composé d'une ou de plusieurs couches de matériaux flexibles ou semi-rigides, de préférence avec une faible élongation.
Par exemple, il peut être composé d’une enveloppe (étanche ou non) formée d'une ou de plusieurs couches d'enduits, d’élastomères ou de vernis, appliqués par projection, par pulvérisation, par infusion ou par tout autre moyen adapté.
II est possible d’utiliser des polymères (PVC, PU, TPU, polyester, silicone, carbone nylon, polyéthylène, polyamide...), des fluoroplymères (ETFE, PTFE, FEP...) etc.
La présente invention peut trouver des applications dans de nombreux domaines techniques, par exemple : Habillement : pour la réalisation de vêtements et plus particulièrement de combinaisons, par exemple des combinaisons de bain ou de plongée...
Aéronautique, aérospatiale : pour la réalisation d’ailes, de fuselages, de pièces structurelles... Nautisme : pour la réalisation de coques, de planches de loisirs...
Transport terrestre : pour la réalisation de pneumatiques, carrosseries, enveloppes... Energie : pour la réalisation d’ailes d’éoliennes,
Bâtiment : pour la réalisation d’enveloppes, de couvertures de murs, poutres...
Événementiel, humanitaire : pour la réalisation d’abris temporaires, de structures démontables...
Art : pour la réalisation de formes artistiques...
Protection : pour la réalisation de pare chocs, de casques...
Industrie : pour la réalisation de systèmes de levage, d'amortissement d'isolation, de moulage, de guidage... Médical : pour la réalisation de structures anatomiques, de prothèses, sièges...

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Procédé de fabrication d’une structure souple en trois dimensions (6, 6’), caractérisé par le fait qu’il comprend les opérations suivantes :
- préparation d’un moule provisoire (1 ) délimité par une surface périphérique (11 ),
- mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ),
- décomposition dudit moule provisoire (1 ),
- extraction dudit moule provisoire décomposé.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’il consiste à utiliser un moule provisoire (1 ) en un matériau décomposable par contact avec un produit chimique de décomposition adapté, l’opération de décomposition dudit moule provisoire (1 ) étant réalisée par contact de ce dernier avec ledit produit chimique de décomposition.
[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il consiste à utiliser un moule provisoire (1 ) en un matériau décomposable par la chaleur, l’opération de décomposition dudit moule provisoire (1 ) étant réalisée par contact de ce dernier avec une source de chaleur.
[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'opération de mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ) comprend une opération d’enduction d’un matériau souple polymérisable en une ou plusieurs couches sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ).
[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'opération de mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ) comprend une opération de tressage ou de tissage d’un ou de plusieurs organes filaires sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ).
[Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'opération de mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ) comprend une opération d’assemblage de différents patrons de tissus enduits ou non.
[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend une opération de mise en place d’un revêtement périphérique étanche (2, 5) autour de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire
(1 ), délimitant un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression, pour obtenir une structure gonflable (6).
[Revendication 8] Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite opération de mise en place dudit revêtement périphérique étanche (2, 5) est réalisée par la mise en place de ladite structure support (2) prévue étanche.
[Revendication 9] Procédé selon la revendication 7 caractérisée en ce que ladite opération de mise en place dudit revêtement périphérique (2, 5) étanche est réalisée en rapportant une enveloppe étanche (5) sur ladite structure support (2).
[Revendication 10] Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend, après l’opération de mise en place d'une structure support (2) sur au moins une partie de la surface périphérique (11 ) dudit moule provisoire (1 ) :
- une opération de liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par au moins un organe (3) traversant ledit moule provisoire (1 ), suivie par
- ladite opération d’apport d’une enveloppe étanche (5) sur ladite structure support (2).
[Revendication 11 ] Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite opération de liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par au moins un organe (3) traversant ledit moule provisoire (1 ) consiste à utiliser au moins un organe filaire souple (4) et à réaliser une pluralité de passages successifs dudit au moins un organe filaire souple (4) au travers dudit moule provisoire (1 ) et de ladite structure support
(2) associée, à la manière d’une opération de couture.
[Revendication 12] Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite opération de liaison de différentes parties de ladite structure support (2) par au moins un organe traversant ledit moule provisoire consiste à utiliser au moins un élément filaire souple ou rigide et à relier différentes parties de ladite structure support (2) par lesdits éléments filaires souples ou rigides, à la manière d’une opération de capitonnage.
[Revendication 13] Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend une opération de mise en place d’une valve de gonflage/vidange (23) sur ledit revêtement périphérique étanche (2, 5).
[Revendication 14] Structure gonflable (6) obtenue par le procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une structure support (2) dont différentes parties sont reliées à distance par un pluralité d’éléments filaires (3), et une enveloppe étanche (5) qui recouvre ladite au moins une structure support (2) et ladite pluralité d’éléments filaires (3), laquelle enveloppe étanche
(5) délimite un volume interne destiné à être rempli par un fluide de remplissage sous pression et comprend des moyens (23) adaptés pour le remplissage et la vidange dudit fluide de remplissage, et en ce que certains au moins desdits élément filaires (3) sont obtenus par des passages au travers de ladite structure support (2) à la manière d’une couture, consistant en des passages successifs d’au moins un organe filaire souple (4) au travers de ladite structure support (2), ou à la manière d’une opération de capitonnage.
[Revendication 15] Structure gonflable (6) selon la revendication 14, caractérisée en ce qu’elle comprend des élément filaires (3) ayant, pour certains au moins, des longueurs différentes et/ou étant disposés, pour certains au moins, non parallèlement les uns par rapport aux autres.
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