FR2999469A1 - Procede de fabrication de pieces en materiau composite a ame a cellule ouverte - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication de pièces en matériaux composite à âme à cellule ouverte, en nid d'abeilles, procédé au cours duquel on place dans un moule l'âme (13) pourvue d'une couche d'étanchement des cellules de l'âme, et surmontée d'une couche de matière fibreuse (15), on procède à une étape de préformage destinée à conformer la couche d'étanchement et la lier avec l'âme, et on introduit entre le moule (101) et la couche d'étanchement une résine structurale (14) qui, en imprégnant la couche de matière fibreuse (15), vient au contact de la couche d'étanchement et du moule pour former après polymérisation la dite paroi extérieure (20) de la pièce. La couche d'étanchement est constituée d'un complexe d'obturation (10) associant un film adhésif (11) disposé au contact de l'âme, et un pli de fibres unidirectionnelles (12) partiellement noyées dans la résine du film adhésif, de manière à présenter une partie (12b) de ces fibres émergeantes du film adhésif, de manière que la résine (14) introduite ensuite dans le moule imprègne simultanément la couche de matière fibreuse (15) et la partie émergeante (12b) des fibres unidirectionnelles

Description

Procédé de fabrication de pièces en matériau composite à âme à cellule ouverte. La présente invention concerne un nouveau procédé de fabrication de pièces en matériau composite à âme à cellule ouverte, typiquement en nid d'abeilles. De telles pièces sont aussi appelées structures composites sandwich nid d'abeilles, et comportent typiquement une âme alvéolaire en nid d'abeille recouverte par une paroi en matériau composite constituée essentiellement d'une résine armée de fibres, cette paroi étant solidarisée avec l'âme lors de la fabrication de la pièce.

Ces pièces ou structures sont particulièrement appréciées pour leur rapport masse/performance, profitant de la haute résistance de la paroi en résine armée, et de la légèreté de l'âme alvéolaire. Cependant, les mises en oeuvre traditionnelles de type « prepreg-autoclave » représentent des contraintes technico-économiques de plus en plus fortes. Etat de la technique Dans le domaine général de la fabrication de pièces en matière composite, plusieurs procédés de moulage connus par imprégnation de fibres avec de la résine peuvent être utilisés pour réaliser ces pièces et, notamment, les procédés de moulage employant des moules fermés. Typiquement, le procédé RTM (pour « resin transfert molding » ou moulage par transfert de résine) consiste, de manière générale, à injecter sous pression de la résine dans un moule fermé dans lequel des fibres de renforcement telles que des fibres de verre, de carbone ou d'aramide ont été préalablement placées. Puis on effectue un chauffage propre à polymériser la résine.

On obtient ainsi une pièce rigide en matériau composite formé de fibres et de résine polymérisée. Par ailleurs, on connaît aussi le procédé de moulage par infusion de résine, ou LRI (Liquid Resin Infusion), dans lequel, au lieu d'injecter la résine sous pression, celle-ci est amenée à remplir le moule sous l'effet d'une dépression générée dans celui-ci. Dans ce cas, généralement, une seule des parois du moule, appelée matrice, est rigide et conformée selon la forme de la pièce à obtenir, et l'autre paroi est une bâche souple étanche qui est placée au-dessus de l'assemblage des constituants de la pièce à fabriquer, comportant notamment le renfort fibreux. La bâche est liée de manière étanche avec la matrice sur sa périphérie. La dépression est alors créée entre la matrice et ladite bâche, ce qui conduit la résine à infuser à l'intérieur des éléments de renfort fibreux. Puis on fait polymériser la résine, afin d'obtenir la pièce rigide souhaitée.

Certains procédés combinent la mise en dépression du moule et l'injection sous pression. Pour le cas particulier de la réalisation de pièces composites à âme en nid d'abeille, le procédé RTM n'est pas à ce jour utilisé, notamment parce que l'injection de résine sous pression tend naturellement à remplir les cellules, ce qui est contraire au but général recherché de ces pièces qui est de les alléger. Pour ce types de pièces, le procédé couramment utilisé est le procédé « prepreg-autoclave » précédemment évoqué, selon lequel la paroi est formée à partir d'un tissu de fibres pré-imprégné de résine, appelé « prepreg ». Ce procédé est illustré figure 1. On place sur le moule 1 une première couche 2 de ce tissu pré-imprégné, puis on place sur celle-ci l'âme en nid d'abeille 3 enrobée d'un film de colle 4. On place ensuite une deuxième couche 5 de tissu pré-imprégné, dont les bords sont mis en contact avec la première couche 2 de manière à envelopper complètement l'âme. On place ensuite successivement un tissu d'arrachage 6, ou un film de surface qui pourra être enlevé une fois la pièce terminée, puis un film séparateur 7 et un tissu de drainage 8. On recouvre le tout par une bâche étanche 9, assujetie par sa périphérie avec le moule 1 de manière étanche au moyen d'un joint de mastic 9'. L'ensemble est ensuite placé dans une enceinte pressurisée et thermostatée, de manière que la première couche de tissu préimprégné se conforme exactement au moule, le compactage du tissu pré-imprégné le conduisant par ailleurs à se lier avec l'âme grâce au film de colle, avant de polymériser et durcir pour constituer la paroi de la pièce. Mais comme indiqué précédemment, ce procédé présente plusieurs inconvénients : le tissu de fibre pré-imprégné est coûteux ; il n'est pas facile de le conformer à des pièces de géométrie compliquée.

Il a donc déjà été envisagé de remplacer ce procédé par d'autres permettant de supprimer ou au moins réduire ces inconvénients. Ainsi, EP1897680 ou US2009/0252921 décrivent la fabrication de telles pièce composites à âme à cellules ouvertes par un procédé du type par infusion. La partie introductive de ces documents de brevet, auxquels on pourra se reporter, décrit aussi différents types connus antérieurement de procédés de fabrication de pièces en matériau composite à âme à cellules ouvertes, et en particulier l'utilisation de la technique du RTM. Selon cette technique du RTM, contrairement au procédé par infusion, la résine est injectée sous pression dans un moule fermé étanche dans lequel l'âme et les couches de fibres sèches ont été préalablement placées. Pour éviter que la résine sous pression s'infiltre dans les cellules de l'âme, il est nécessaire de préparer celle-ci, en obturant préalablement les cellules par une couche de matériau étanche suffisamment résistante pour empêcher ensuite la résine de pénétrer dans les cellules.

Un problème est alors qu'il n'est plus possible de prévoir une liaison directe des couches composites externes, formées par la résine infiltrée dans le mat de fibres, avec l'âme, puisque la couche étanche empêche la résine d'arriver au contact de l'âme. Une solution connue à ce problème, décrite par exemple dans EP 0770472, consiste à utiliser une fine membrane, par exemple en polyamide ou polyéther-étherketone, pour former la couche étanche. On prépare l'âme de la pièce en plaçant un film de colle sous la couche d'étanchéité, pour assurer la liaison entre cette dernière et l'âme. Puis ce pré-ensemble est chauffé pour assurer la polymérisation et le durcissement de la couche étanche, et en conséquence sa liaison étanche avec l'âme, assurant ainsi l'obturation des cellules de l'âme. On réalise ensuite la couche de recouvrement en matériau composite par RTM de manière classique. Mais alors l'assemblage de la couche étanche par collage sur l'âme doit être effectué dans une première étape, et l'injection de résine dans une deuxième étape, ce qui complique fortement le procédé. De plus, il est nécessaire d'effectuer un traitement de surface spécifique des membranes choisies pour permettre une bonne liaison de celles-ci d'une part avec l'âme, et d'autre part avec la couche de recouvrement. EP 0786330 décrit un procédé similaire, utilisant un film étanche en matériau choisi parmi un polymère fluoré, un polyimide, un polyétherimide ou polyétheréthercétone, ou des mélanges de ceux-ci, et plus particulièrement du fluorure de polyvinyle par exemple. EP0722825 décrit une variante de ces procédés, dans laquelle la couche destinée à assurer l'étanchéité avant l'injection de résine est elle-même une couche de prépreg. Une première étape, consiste à préparer la pièce en plaçant successivement de chaque côté de l'âme, des films de colle, des couches de prépreg, et des couches de fibres sèches destinées à former par la suite la couche de recouvrement extérieure. La pièce ainsi préparée est placée dans le moule, et un chauffage suffisant de celui-ci est réalisé pour assurer la liaison entre le prépreg et l'âme. Un refroidissement permet ensuite de durcir la couche étanche ainsi formée, et de ramener la température à une température adaptée à l'injection de résine. Puis la résine est injectée sous pression dans le moule pour se répandre entre la paroi du moule et la couche W d'étanchéité constituée préalablement, en infiltrant les fibres sèches, pour finalement se conformer à la forme du moule et former la couche de recouvrement finale, de manière connue en soi pour le procédé RTM. Un inconvénient de ce procédé est qu'il nécessite 15 l'utilisation d'une couche de prépreg, susceptible d'augmenter le coût du procédé et dont la mise en place est soumise aux contraintes connues dans l'utilisation des prépregs. Un autre inconvénient est la faiblesse de la liaison entre la couche d'étanchéité durcie et la 20 couche de recouvrement. Objet de l'invention La présente invention a pour but de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus, et vise en particulier à 25 permettre la fabrication effective de pièces en matériau composite à âme à cellule ouverte par le procédé de transfert de résine liquide sous pression. Elle vise ainsi notamment à permettre un étanchement des cellules de l'âme suffisant pour supporter des pressions 30 d'injection de résine pouvant aller jusqu'à 8 bars. Elle vise encore à permettre l'industrialisation du procédé de fabrication, y compris pour la fabrication de pièces ayant une structure complexe, par exemple comportant des éléments de structuration spécifiques, tels que renforts 35 composites passant au travers de l'âme.

L'invention vise aussi à permettre une simplification de la fabrication, par un procédé sans reprise de pièce, toutes les opérations de préformage, d'étanchement de l'âme, d'imprégnation et de cuisson de la résine injectée, étant réalisés dans le même moule, sans besoin d'en changer ni même de l'ouvrir en cours de process. Description générale de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces en matériaux composite à âme à cellule ouverte. Lesdites pièces comportent une paroi extérieure et une âme, ou noyau, typiquement en nid d'abeille, comprenant un ensemble de cellules ou alvéoles orientées parallèlement entre elles et transversalement aux surfaces apparentes des dites pièces, les alvéoles étant obturées au moins sur une face par ladite paroi extérieure constituée à partir d'une couche de recouvrement à base de matériau fibreux noyé dans une résine matricielle. Au cours du procédé, on place dans un moule l'âme pourvue sur ladite face d'une couche d'étanchement destinée à réaliser une liaison étanche avec les parois des cellules de l'âme, et surmontée d'une couche de matière fibreuse, puis on procède à une étape de préformage destinée à conformer la couche d'étanchement et la lier avec l'âme. On introduit ensuite entre le moule et la couche d'étanchement une résine structurale qui, en imprégnant la couche de matière fibreuse, vient au contact de la couche d'étanchement et du moule pour former après polymérisation ladite paroi extérieure de la pièce. Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que la couche d'étanchement est constituée d'un complexe d'obturation associant un film adhésif de résine adhésive structurale, disposée au contact de l'âme, et un pli de fibres unidirectionnelles associé audit film adhésif. Les fibres unidirectionnelles sont partiellement noyées dans la résine du film adhésif non polymérisé, de manière à présenter une partie de ces fibres unidirectionnelles émergeante du film adhésif du côté opposé à l'âme, de manière que la résine introduite ensuite dans le moule imprègne simultanément la couche de matière fibreuse et la partie émergeante des fibres unidirectionnelles La résine structurale peut être introduite dans le W moule sous pression, selon la technique du RTM, ou par infusion, ou encore en combinant une dépression générée dans le moule et une injection de résine sous pression. Le complexe d'obturation est composé de fibres dont la technique de confection permet la suppression ou au 15 moins la minimisation des embuvages locaux. Les embuvages locaux sont des phénomènes liés à l'imprégnation de la résine. Notamment, dans le cas de certains tissages, la résine pénètre préférentiellement aux croisements des fibres. Dans le contexte de l'invention, ceci est 20 problématique, puisque cela crée des hétérogénéités et des zones non étanches à la résine Selon un premier mode de réalisation, le complexe d'obturation est préfabriqué. Le complexe d'obturation 25 peut être préparé par association du film adhésif non polymérisé avec le pli de fibres unidirectionnelles, de manière que les fibres soient déjà partiellement enrobées dans la résine du film adhésif. Ce complexe est ainsi un assemblage de matériaux semi-intime entre un pli de 30 fibres et un film de résine thermodurcissable adhésive structurale. Selon un deuxième mode de réalisation, le complexe d'obturation est constitué dans le moule lors de l'étape de préformage, le film adhésif et le pli de fibres 35 unidirectionnelles étant déterminés de manière que, lors du préformage, le film adhésif ramolli vient en liaison collée étanche avec l'âme et simultanément les fibres unidirectionnelles s'intègrent partiellement dans le film adhésif ramolli, laissant subsister, après polymérisation de ce film, une partie de ces fibres unidirectionnelles émergeante du film adhésif. La résine adhésive associée aux fibres unidirectionnelles semi imprégnées dans celle-ci forme une couche d'étanchement composite fibres-matrice extrêmement résistante, en particulier apte à résister à W des pressions pouvant aller jusqu'à 8 bars, ce qui garantit qu'il n'y aura pas de rupture de cette couche d'étanchement lors de l'injection ultérieure de résine structurale sous pression. De plus, on assure une liaison particulièrement 15 résistante de l'âme avec la peau extérieure constituée de résine structurale armée par la couche de matière fibreuse, du fait que les fibres du pli de fibres unidirectionelles sont noyées à la fois dans le film de colle solidaire de l'âme et dans ladite résine 20 structurale. La liaison entre la résine structurale adhésive et la résine structurale des peaux est non seulement une liaison adhésive, mais également une liaison mécanique. On résout ainsi les problèmes posés par l'utilisation des films d'étanchéité mentionnés dans 25 l'art antérieur ainsi que ceux posés par l'utilisation d'un prépreg. L'âme peut être typiquement un matériau nid d'abeille présentant des cellules hexagonales de 3 à 5 mm ou plus. Les cellules peuvent aussi être rectangulaires 30 ou d'autres formes, avec des dimensions jusqu'à 10 mm ou plus. L'âme peut être réalisée en papier imbibé de résine, de type NOMEX CD par aluminium, verre, etc. Le film de résine adhésive ou en KEVLAR CD, structurale est fait exemple, 35 d'une résine thermodurcissable polymérisable à environ 180 °C, avec une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm et un grammage d'environ 300g/m2. Cette couche peut optionnellement être supportée par une trame de fibres. Le pli de fibres unidirectionnelles est une nappe mince, d'environ 0,1 mm d'épaisseur et de densité 5 d'environ 150g/m2, constituée de mèches étalées maintenues entre elles par un procédé conventionnel de type thermofixage. Les fibres de cette nappe peuvent être des fibres de carbone, verre, Kevlar CD, ayant un diamètre de l'ordre de 10 pm. W La couche de matière fibreuse peut être constituée d'un ou plusieurs plis de fibres tissées ou non tissées, de 1 à 20 mm d'épaisseur. Le taux volumique de fibres dans la pièce est de préférence supérieur à 50%, de préférence supérieur à 57%. 15 La résine injectable est une résine thermodurcissable ou thermoplastique, de viscosité inférieure à 1000 centipoises, préférentiellement comprise entre 50 et 500 centipoises. 20 Lors de l'étape de préformage, le moule est porté à une température de 120 à 180 °C, pendant une à deux heures, pour ramollir le film adhésif et, en réduisant ainsi la viscosité de la colle, permettre à celle ci de mouiller les bords des parois des cellules de l'âme pour 25 former un ménisque de liaison entre ledit film et les dites parois du nid d'abeille. Puis la température est abaissée à environ 60 °C, avant de procéder à l'introduction de la résine structurale dans le moule. 30 Selon un mode de réalisation préférentiel, la résine est introduite dans le moule sous pression, typiquement sous une pression de 1 à 8 bars, plus particulièrement sous une pression de 3 bars environ. Cette pression, qui sera adaptée notamment en fonction de 35 l'épaisseur souhaitée de la paroi extérieure et donc de l'épaisseur de la couche de renfort fibreux, doit être suffisante pour que la résine injectée remplisse complètement le moule en s'infiltrant et enrobant correctement les fibres de la couche de matière fibreuse. Par ailleurs, la pression n'est pas trop élevée ce qui garantit que la couche d'étanchement conserve son intégrité lors de l'injection. Pratiquement, des évents sont formés dans le moule, de dimensions et en des endroits prédéterminés distants du ou des points d'injection de résine, et l'injection est arrêtée lorsque la résine parvient à ces évents, gage que le moule est totalement rempli. En fonction de la résine utilisée, on peut procéder à une post-cuisson par exemple à 120°C pendant 3 heures avant de procéder au refroidissement et au démoulage.

Selon un mode de réalisation alternatif, la résine est introduite dans le moule en conséquence d'une dépression générée dans celui-ci, de manière similaire au procédé de moulage par infusion. Selon une autre disposition préférentielle, l'introduction de la résine dans le moule est effectuée en continuité avec l'étape de préformage, en conservant le moule fermé. En variante, l'introduction de la résine peut être faite dans une opération séparée de l'étape de préformage, après un éventuel changement de moule. Cette variante peut notamment être préférée pour la réalisation de pièces de géométrie complexe, avec par exemple des variations localisées relativement importantes de l'épaisseur de la paroi extérieure, où il peut alors être avantageux de réaliser le préformage dans un moule ayant une forme spécifique adaptée pour constituer la couche d'étanchement, et de réaliser l'injection sous pression, ou l'infusion, dans un moule ayant la forme de la pièce souhaitée.35 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un procédé conforme à l'invention.

On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation d'un procédé selon l'art antérieur, déjà décrite dans la partie introductive de ce mémoire, W - la figure 2 est une vue schématique de détail illustrant le complexe d'obturation utilisé selon l'invention, - la figure 3 est une vue schématique de détail montrant schématiquement la constitution de la paroi 15 d'une pièce formée selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe schématique d'une pièce réalisée par le procédé selon l'invention, - les figures 5 à 7 illustrent les différentes phases successives du procédé, 20 - la figure 8 est un graphique représentatif des variations de température et de pression au cours d'un exemple de mise en oeuvre du procédé. Description des exemples et informations 25 complémentaires La figure 2 représente en coupe le complexe d'obturation 10 pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention. Ce complexe comporte un pli 11 de film adhésif polymérisable associé avec un pli de fibres 30 unidirectionnelles 12, par exemple des fibres de carbone de 10 pm de diamètre, assemblées en mèches étalées pour former uen couche mince, typiquement de l'ordre de 0,1 mm. Le pli 11 de film adhésif présente des 35 caractéristiques qui lui permettent d'une part d'assurer, après polymérisation et durcissement, sa liaison avec l'âme en nid d'abeille et, d'autre part, d'intégrer partiellement les fibres 12, comme on le voit sur la figure 2, lors du ramollissement de la résine constitutive dudit film lorsque celui-ci est chauffé. Le pli de fibres unidirectionnelles présente donc une partie 12a noyée dans le pli de film adhésif 11, et une partie 12b émergeante à la surface de pli. La figure 3 illustre la constitution de la paroi 20 W obtenue finalement par le procédé selon l'invention. On y voit le film adhésif 11 polymérisé et lié à l'âme en nid d'abeille 13, la peau de résine structurale 14 armée de deux plis de fibres tissées ou non tissées 15. On notera en particulier que la résine structurale 14, en 15 s'infiltrant jusqu'au contact de la surface du film adhésif, s'est aussi imprégnée dans la partie 12b des fibres unidirectionnelles 12 qui n'était pas noyée dans le pli de film adhésif 11, et se trouve également renforcée par ces fibres. Mais le rôle le plus important 20 de ces fibres est d'assurer une liaison mécanique entre le film adhésif 11 et la résine structurale 14, qui complète de manière particulièrement efficace la liaison collée provenant du seul contact de ces couches. 25 Le procédé selon l'invention permet la réalisation de pièce à âme en nid d'abeilles structurée, c'est-à-dire que l'âme inclus une ou plusieurs peaux composites résine/renfort fibreux. Ainsi, il est possible de reprendre des efforts locaux importants par exemple via 30 un insert métallique, ou d'augmenter la rigidité de la pièce. La figure 4 illustre à titre d'exemple une pièce structurée réalisable grâce à l'invention. Cette pièce comporte trois pavés 21, 22 chacun formé d'une âme en nid 35 d'abeilles 23 enrobée d'une couche de complexe d'obturation. Les pavés sont séparés par des raidisseurs 25 constitués de composite fibres-résine. Le pavé central 22 comporte de plus un insert métallique 27, par exemple destiné à un assemblage vissé de la pièce structurée avec une autre pièce. Une peau composite 26 recouvre l'ensemble de la pièce et en constitue la paroi extérieure. Dans l'exemple représenté, ladite paroi est en fait constituée d'une paroi composite inférieure 26a, d'une paroi composite supérieure 26b, et les parois latérales 26 c sont formées par des prolongements des W parois composites formant les raidisseurs 25. Cet exemple n'est bien sûr pas limitatif, mais illustre la possibilité de réalisation de pièces complexes par le procédé selon l'invention. 15 Dans les exemples précédents, il a été considéré que le complexe d'obturation 10 était préfabriqué, et placé ainsi sur l'âme, au moment de la fabrication de la pièce. Les figures 5 à 7 illustrent un autre mode de mise 20 en oeuvre, dans lequel le complexe d'obturation 10 est en fait constitué dans le moule, lors du préformage. Dans ce cas, comme illustré figure 5, on prépare la pièce en plaçant le film adhésif polymérisable 11 sur l'âme en nid d'abeilles 13. Puis on place dessus le pli de fibres 25 unidirectionnelles 12, et enfin le ou les plis de matériau fibreux tissé 15. L'ensemble est placé dans le moule dont la fermeture génère la pression requise pour le compactage des tissus et du complexe d'obturation. Plus précisément, la fermeture du four provoque 30 l'application en pression du film adhésif 11 sur l'âme 13, via la pression, selon la flèche F, de la paroi du moule 101 sur les plis de matériaux fibreux 15 qui eux-mêmes pressent le pli de fibres unidirectionnelles 12 sur le film adhésif 11. 35 La montée subséquente du four en température provoque le ramollissement du film adhésif 11, conduisant celui-ci à adhérer à l'âme 13 en mouillant les bords des parois 131 des cellules 132 et en formant ainsi des ménisques 111 qui contribuent à la résistance de la liaison entre le film adhésif 11 et l'âme 13. Par ailleurs, le ramollissement du film adhésif 11, alors que le pli de fibres unidirectionnelles 12 est appliqué en pression sur ce film du fait de la pression résultant de la fermeture du moule, permet aux fibres unidirectionnelles 12 de pénétrer partiellement dans la résine du film adhésif ; laissant une partie 12b de ces fibres dépassant dudit film adhésif, comme représenté figure 6. Le four est maintenu en température, à environ 160 °C pendant un temps suffisant, de 1 à 2 heures, pour assurer la polymérisation de la résine du film adhésif et former ainsi la couche d'étanchement 10 résistante, puis sa température est abaissée à environ 60°C. La résine structurale 14 de faible viscosité est alors introduite dans le moule, entre la paroi 101 du moule et la couche d'étanchement 10 précédemment formée, sous une pression de 2 à 3 bars, jusqu'à imprégnation totale de la matière fibreuse 15 et de la partie émergeante 15 des fibres unidirectionnelles et remplissage de l'espace entre la paroi 101 du moule et la couche d'étanchement 10, comme illustré figure 7. La température du four est à nouveau augmentée vers 120°C pour terminer la polymérisation de la résine injectée 14 et constituer le composite fibre-résine formant la paroi extérieure définitive 16 de la pièce. Un cycle typique de fabrication, à partir de la fermeture du moule et jusqu'au démoulage est représenté figure 8. Le tracé 3 représente les variations de température et le tracé 4 représente les variations de pression dans le moule. La première partie 3a correspond au chauffage destiné au ramollissement du film adhésif, suivi par une phase 3b de chauffage complémentaire et de maintien à température élevée, destiné à assurer la polymérisation et le durcissement du complexe d'obturation, avant de réduire la température (phase 3c). Ensuite pendant l'injection de la résine 14, le four est remis en chauffe (phase 3d), simultanément à la 5 montée en pression 4a de la résine injectée. Comme illustré, cette étape peut être réalisée en deux phases, avec un palier intermédiaire. S'ensuit un maintien en température 3e et sous pression 4b. Puis le four est refroidi alors que la pression est ramenée à la pression W atmosphérique, pour permettre l'ouverture du four et le démoulage de la pièce fabriquée. Pour des formes de pièce standard, il est possible de réaliser en une seule opération, c'est-à-dire sans 15 réouverture du moule, toutes étapes du procédé. Les temps de main d'oeuvre sont ainsi considérablement réduits. Concernant les performances mécaniques de 20 l'interface entre la paroi extérieure et l'âme, des essais ont permis de valider que la résistance à l'interface paroi extérieure/âme est très suffisante. Il a en effet constaté lors d'essai que, sous une charge de traction perpendiculaire à la paroi pouvant aller jusqu'à 25 5.5 Mpa, une rupture dans l'âme a été constatée, avant que se produise une rupture de la liaison entre âme et paroi extérieure. Le fait de l'âme rompt en premier indique de cette interface est au moins aussi performante que les propriétés intrinsèques de l'âme. 30 Le procédé selon l'invention rend possible la réalisation de pièces avec un chanfrein, c'est-à-dire des portions de parois, en particulier les parois latérales d'une pièce, orientés avec une pente jusqu'à 35 900 par rapport aux faces principales de la pièce, c'est- à-dire des parois sensiblement parallèles à l'orientation générale des cellules de l'âme en nid d'abeilles. En effet, la présence d'un contre moule rigide et l'absence possible de vide pendant le cycle permet de contrôler la déformation de l'âme.

Le procédé de fabrication selon l'invention est particulièrement prévu pour être mis en oeuvre avec un moule formé de deux ou plusieurs parties rigides. Toutefois, le préformage de la pièce, ou d'un ou W plusieurs éléments constituant celle-ci dans le cas d'une pièce de géométrie plus complexe, peut aussi être réalisé sous vide sur un moule rigide et un contre moule souple. L'injection de résine structurale peut aussi être assistée par une dépression, de préférence inférieur à 5 15 mbars, créée dans le moule. 20

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de pièces en matériaux composite à âme à cellule ouverte, les dites pièces comportant une paroi extérieure (20) et une âme (13)dont les cellules (132) sont obturées au moins sur une face par la dite paroi extérieure constituée à partir d'une couche de recouvrement à base de matériau fibreux noyé dans une résine matricielle, procédé au cours duquel on place dans un moule l'âme (13) pourvue sur la dite face d'une couche d'étanchement destinée à réaliser une W liaison étanche avec les parois (131) des cellules de l'âme, et surmontée d'une couche de matière fibreuse (15), on procède à une étape de préformage destinée à conformer la couche d'étanchement et la lier avec l'âme, et on introduit entre le moule (101) et la couche 15 d'étanchement une résine structurale (14) qui, en imprégnant la couche de matière fibreuse (15), vient au contact de la couche d'étanchement et du moule pour former après polymérisation ladite paroi extérieure (20) de la pièce, 20 caractérisé en que la couche d'étanchement est constituée d'un complexe d'obturation (10) associant un film adhésif (11) de résine adhésive structurale, disposée au contact de l'âme, et un pli de fibres unidirectionnelles (12) associé audit film adhésif, les 25 fibres unidirectionnelles étant partiellement noyées dans la résine du film adhésif non polymérisée, de manière à présenter une partie (12b) de ces fibres unidirectionnelles émergeante du film adhésif du côté opposé à l'âme, de manière que la résine (14) introduite 30 ensuite dans le moule imprègne simultanément la couche de matière fibreuse (15) et la partie émergeante (12b) des fibres unidirectionnelles.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine structurale (14) est introduite dans le moule sous pression.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le complexe d'obturation (10) est préfabriqué.
4. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le complexe d'obturation (10) est constitué dans W le moule lors de l'étape de préformage, le film adhésif (11) et le pli de fibres unidirectionnelles (12) étant déterminés de manière que, lors du préformage, le film adhésif ramolli vient en liaison collée étanche avec l'âme (13) et simultanément les fibres unidirectionnelles 15 (12) s'intègrent partiellement dans le film adhésif ramolli, laissant subsister, après polymérisation de ce film, une partie (12b) de ces fibres unidirectionnelles émergeante du film adhésif (11). 20
5. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film adhésif (11) est fait d'une résine thermodurcissable polymérisable à environ 180 °C, avec une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm et un grammage d'environ 300 g/m2. 25
6. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pli de fibres unidirectionnelles (12) est une nappe mince, d'environ 0,1 mm d'épaisseur et de densité d'environ 150g/m2, constituée de mèches étalées 30 maintenues entre elles par un procédé conventionnel de thermo fixage.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les fibres unidirectionnelles (12) sont choisies 35 parmi des fibres de carbone, verre, Kevlar CD, ayant un diamètre de l'ordre de 10 pm.
8. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine structurale (14) injectable est une résine thermodurcissable ou thermoplastique, de viscosité inférieure à 1000 centipoises, préférentiellement comprise entre 50 et 500 centipoises.
9. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction de la résine (14) dans le moule est W effectuée en continuité avec l'étape de préformage, en conservant le moule fermé.
10. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction de la résine dans le moule est 15 faite dans une opération séparée de l'étape de préformage.