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CA2971336A1 - Manufacturing process for a composite material, cone or cylindrical shaped part and impregnation tooling for a fibrous cone or cylindrical shaped preform - Google Patents

Manufacturing process for a composite material, cone or cylindrical shaped part and impregnation tooling for a fibrous cone or cylindrical shaped preform Download PDF

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Publication number
CA2971336A1
CA2971336A1 CA2971336A CA2971336A CA2971336A1 CA 2971336 A1 CA2971336 A1 CA 2971336A1 CA 2971336 A CA2971336 A CA 2971336A CA 2971336 A CA2971336 A CA 2971336A CA 2971336 A1 CA2971336 A1 CA 2971336A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
resin
chamber
preform
compaction
frustoconical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CA2971336A
Other languages
French (fr)
Inventor
Martine Dauchier
Francois Trochu
Alexandre Ferreira Benevides
Vincent SHEBIB-LOISELLE
Edu RUIZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to CA2971336A priority Critical patent/CA2971336A1/en
Priority to PCT/FR2018/051468 priority patent/WO2018234686A1/en
Publication of CA2971336A1 publication Critical patent/CA2971336A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Un procédé de fabrication d'une pièce de forme tronconique en matériau composite comprenant les étapes suivantes :
- placement d'une préforme fibreuse de forme tronconique (200) ou cylindrique dans un élément de moule femelle (110), - placement d'une membrane imperméable (120) en regard de la face exposée (200a) de la préforme fibreuse (200), l'espace délimité
entre la surface interne (111a) de l'élément de moule femelle (110) et la membrane (120) correspondant à une chambre d'imprégnation (140), - assemblage d'un élément de moule mâle (130) avec l'élément de moule femelle (110), la membrane (120) étant interposée entre l'élément de moule mâle (130) et l'élément de moule femelle (110), l'espace délimité entre l'élément de moule mâle (130) et la membrane (120) correspondant à une chambre de compaction (150), - injection d'une résine (10) dans la chambre d'imprégnation (140), - injection d'un fluide de compaction (20) dans la chambre de compaction (150), le fluide de compaction (20) exerçant une pression sur la membrane (120) pour forcer la résine (10) à imprégner la préforme fibreuse (200), - polymérisation de la résine de manière à obtenir une pièce en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice.
A method of manufacturing a piece of frustoconical shape in composite material comprising the following steps:
- Placement of a fibrous preform of frustoconical shape (200) or cylindrical in a female mold member (110), - placement of an impermeable membrane (120) next to the exposed face (200a) of the fibrous preform (200), the defined space between the inner surface (111a) of the female mold member (110) and the membrane (120) corresponding to an impregnation chamber (140), - Assembling a male mold element (130) with the element of a female mold (110), the diaphragm (120) being interposed between the male mold member (130) and the female mold member (110), the space defined between the male mold element (130) and the membrane (120) corresponding to a compaction chamber (150), injection of a resin (10) into the impregnation chamber (140) injecting a compaction fluid (20) into the chamber of compaction (150), the compaction fluid (20) exerting pressure on the membrane (120) for forcing the resin (10) to impregnate the preform fibrous (200), - polymerization of the resin to obtain a piece composite material comprising a fiber reinforcement densified by a matrix.

Description

Titre de l'invention Procédé de réalisation d'une pièce de forme tronconique ou cylindrique en matériau composite et outillage d'imprégnation d'une préforme fibreuse de forme tronconique ou cylindrique Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne la réalisation de pièces de forme tronconique ou cylindrique en matériau composite.
Un domaine d'application de l'invention est plus particulièrement la réalisation de pièces en matériau composite structural, c'est-à-dire des pièces de structure à renfort fibreux et densifié par une matrice. Les matériaux composites permettent de réaliser des pièces ayant une masse globale moins élevée que ces mêmes pièces lorsqu'elles sont réalisées en matériau métallique.
Un procédé usuel d'obtention de pièces tronconiques en matériau composite, telles qu'un carter d'échappement de moteur aéronautique est décrit sur la figure 1. Sur la figure 1, une préforme fibreuse 30 est formée par mise en forme d'une texture fibreuse sur un moule 51 d'un outillage de moulage par injection 50, le moule présentant une forme la plus proche possible de la paroi interne de la pièce en matériau composite à réaliser. Le moule 51 est fermé par une membrane déformable étanche 52 compatible avec la résine destinée à être injectée dans la préforme. La membrane 52 est cerclée en haut et en bas du moule 51 pour assurer l'étanchéité de l'outillage 50. La face latérale extérieure 30a de la préforme fibreuse 30 est en regard de la membrane 52 tandis que les faces inférieure et supérieure 30b, 30c de la préforme 30 sont en regard respectivement de grilles de diffusion 53 et 54.
L'outillage 50 comprend également un port d'injection 55 relié à
une machine d'injection 60 qui est destinée à injecter sous pression une résine 61 dans l'outillage 50. L'outillage 50 comprend en outre un port de sortie 56 destiné à évacuer les effluents et la résine en excès, le port de sortie 56 étant relié à un dispositif de traitement des effluents 70.
L'outillage 50 est placé dans un autoclave 80 qui permet d'appliquer une pression à l'extérieur de l'outillage et d'injecter la résine 61 sous pression, ce qui augmente ainsi la force motrice de la résine et diminue le temps d'imprégnation de la préforme. L'application d'une
Title of the invention Process for producing a piece of frustoconical or cylindrical shape in composite material and tooling for impregnating a fibrous preform of frustoconical or cylindrical shape Background of the invention The present invention relates to the production of shaped parts frustoconical or cylindrical composite material.
A field of application of the invention is more particularly the production of structural composite material parts, that is to say structural parts with fibrous reinforcement and densified by a matrix. The composite materials make it possible to produce parts having a mass overall lower than these same parts when they are made in metallic material.
A conventional method for obtaining frustoconical parts in composite material, such as an engine exhaust casing described in Figure 1. In Figure 1, a preform fibrous 30 is formed by shaping a fibrous texture on a mold 51 of an injection molding tool 50, the mold having a shape as close as possible to the inner wall of the piece composite material to be produced. The mold 51 is closed by a membrane deformable waterproof 52 compatible with the resin to be injected in the preform. The membrane 52 is circled at the top and bottom of the mold 51 to seal the tooling 50. The side face outer 30a of the fibrous preform 30 is facing the membrane 52 while the lower and upper faces 30b, 30c of the preform 30 are respectively facing diffusion gates 53 and 54.
The tooling 50 also comprises an injection port 55 connected to an injection machine 60 which is intended to inject under pressure a resin 61 in the tooling 50. The tooling 50 further comprises a port of outlet 56 intended to evacuate the effluents and the excess resin, the port of outlet 56 being connected to an effluent treatment device 70.
The tooling 50 is placed in an autoclave 80 which allows apply pressure to the outside of the tool and inject the resin 61 under pressure, thereby increasing the driving force of the resin and decreases the impregnation time of the preform. The application of a

2 pression sur la surface externe 52a de la membrane 52 est également nécessaire pour assurer le compactage de la préforme fibreuse 30 lors de la polymérisation de la résine afin de réduire la porosité finale.
Cependant, cette technique d'imprégnation pose des problèmes notamment au niveau du temps nécessaire pour imprégner complètement la préforme fibreuse, temps qui doit être inférieur à la durée de vie en pot de la résine. En outre, la gestion de la température reste délicate en particulier pour l'imprégnation de préformes épaisses (épaisseur supérieure à 80 mm) avec une résine qui est potentiellement exothermique.
Par ailleurs, l'application d'une pression sur la membrane lors de la polymérisation de la résine entraîne des défauts dans la préforme fibreuse tels que des ondulations et des plis qui peuvent être rédhibitoires pour une utilisation ultérieure de la pièce résultante. Ces défauts sont accentués si la préforme fibreuse n'épouse pas parfaitement le moule, ce qui est souvent le cas car la tolérance de fabrication des préformes est de l'ordre du millimètre tandis que la forme du moule est difficilement adaptable.
Objet et résumé de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer une solution qui permet d'imprégner des préformes fibreuses de forme tronconique ou cylindrique sans risque de formation de défauts tout en minimisant le temps d'imprégnation afin d'obtenir des pièces en matériau composite de bonne qualité.
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'une pièce de forme tronconique ou cylindrique en matériau composite comprenant les étapes suivantes :
- placement d'une préforme fibreuse de forme tronconique ou cylindrique dans un élément de moule femelle d'un outillage d'imprégnation, l'élément de moule femelle comportant une cavité
délimitée par une paroi latérale présentant une surface interne de forme tronconique ou cylindrique, la préforme fibreuse étant placée en regard de la surface interne de ladite paroi latérale, - placement d'une membrane imperméable et deformable en regard de la face exposée de la préforme fibreuse, la membrane
2 pressure on the outer surface 52a of the diaphragm 52 is also necessary to ensure compaction of the fiber preform 30 during polymerization of the resin to reduce the final porosity.
However, this impregnation technique poses problems especially in terms of the time needed to impregnate completely the fibrous preform, which time must be less than the pot life of the resin. In addition, temperature management remains delicate in particularly for the impregnation of thick preforms (thickness greater than 80 mm) with a resin that is potentially exothermic.
Moreover, the application of a pressure on the membrane during the polymerization of the resin causes defects in the preform fibrous such as ripples and folds that can be crippling for subsequent use of the resulting part. These defects are accentuated if the fibrous preform does not perfectly fit the mold, this which is often the case because the manufacturing tolerance of the preforms is the order of a millimeter while the shape of the mold is difficult adaptable.
Object and summary of the invention The present invention aims to overcome the disadvantages mentioned above and to propose a solution which makes it possible to impregnate fibrous preforms of frustoconical or cylindrical shape without risk of formation of defects while minimizing the impregnation time so to obtain parts made of composite material of good quality.
For this purpose, the invention proposes a method of manufacturing a frustoconical or cylindrical piece of composite material comprising the following steps:
- Placement of a fibrous preform of frustoconical shape or cylindrical in a female mold element of a tool impregnation, the female mold element having a cavity delimited by a side wall having an internal shape surface frustoconical or cylindrical, the fibrous preform being placed opposite the inner surface of said side wall, - placement of an impermeable and deformable membrane in view of the exposed face of the fibrous preform, the membrane

3 présentant une forme tronconique ou cylindrique, l'espace délimité entre la surface interne de forme tronconique ou cylindrique de la paroi latérale de l'élément de moule femelle et la membrane correspondant à une chambre d'imprégnation dans laquelle la préforme fibreuse est présente, - assemblage d'un élément de moule mâle avec l'élément de moule femelle, l'élément de moule mâle comprenant un corps axisymétrique logé dans la cavité de l'élément de moule femelle, la surface externe du corps axisymétrique étant placée en regard et à une distance déterminée de la surface interne de forme tronconique ou cylindrique de la paroi latérale de l'élément de moule femelle, la membrane étant interposée entre la paroi externe du corps axisymétrique de l'élément de moule mâle et la surface interne de forme tronconique ou cylindrique de la paroi latérale de l'élément de moule femelle, l'espace délimité entre la surface externe du corps axisymétrique et la membrane correspondant à une chambre de compaction, - injection d'une résine dans la chambre d'imprégnation, - injection d'un fluide de compaction dans la chambre de compaction, le fluide de compaction exerçant une pression sur la membrane pour forcer la résine à imprégner la préforme fibreuse, - polymérisation de la résine de manière à obtenir une pièce en matériau composite comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice.
En injectant d'abord la résine dans une chambre d'imprégnation contenant la préforme fibreuse avant d'être poussée dans la préforme fibreuse lors de l'injection du fluide compaction, la préforme est imprégnée dans son épaisseur et non plus dans sa section axiale comme dans l'art antérieur décrit ci-avant, on réduit ainsi considérablement le temps d'imprégnation, ce qui permet plus de souplesse dans la fabrication de la pièce en matériau composite.
En outre, la membrane appliquant sur la préforme une pression dirigée depuis la face interne de la préforme vers la face externe de la préforme, il est possible d'utiliser des préformes n'épousant pas parfaitement la forme de la paroi de l'élément de moule femelle ou ne se plaquant pas parfaitement contre celle-ci sans risque d'apparition de défauts de type ondulation et/ou plis.
3 having a frustoconical or cylindrical shape, the space delimited between the internal surface of frustoconical or cylindrical shape of the side wall of the female mold element and the membrane corresponding to a impregnation chamber in which the fiber preform is present, - assembly of a male mold element with the element of female mold, the male mold element comprising a body axisymmetric housed in the cavity of the female mold element, the outer surface of the axisymmetric body being placed opposite and at a determined distance from the frustoconical internal surface or cylindrical side wall of the female mold member, the membrane being interposed between the outer wall of the axisymmetric body of the male mold element and the frustoconical inner surface or cylindrical of the side wall of the female mold element, the space delimited between the outer surface of the axisymmetric body and the membrane corresponding to a compaction chamber, injection of a resin into the impregnation chamber, injection of a compaction fluid into the chamber of compaction, the compaction fluid exerting pressure on the membrane to force the resin to impregnate the fibrous preform, - polymerization of the resin to obtain a piece composite material comprising a fiber reinforcement densified by a matrix.
By first injecting the resin into an impregnation chamber containing the fibrous preform before being pushed into the preform fibrous when injecting fluid compaction, the preform is impregnated in its thickness and no longer in its axial section as in the prior art described above, this considerably reduces the impregnation time, which allows more flexibility in manufacturing of the composite material part.
In addition, the membrane applying pressure to the preform directed from the inner face of the preform to the outer face of the preform, it is possible to use non-conforming preforms perfectly the shape of the wall of the female mold element or does not not perfectly against it without the risk of ripple and / or crease type defects.

4 Selon un premier aspect particulier du procédé de l'invention, la résine est injectée au niveau du bord inférieur de la préforme fibreuse, le fluide compaction étant injecté à partir de la partie inférieure de la chambre de compaction située au voisinage du bord inférieur de la préforme fibreuse. Cela permet à la membrane de repousser progressivement la résine dans la préforme et d'optimiser l'imprégnation de la préforme dans tout son volume.
Selon un deuxième aspect particulier du procédé de l'invention, la résine est injectée dans une rigole circulaire présente sur le fond de l'élément de moule femelle, ce qui permet à la résine de se répandre uniformément autour du bord inférieur de la préforme lors de son injection.
Selon un troisième aspect particulier du procédé de l'invention, avant l'injection de la résine dans la chambre d'imprégnation, une dépression est appliquée dans la chambre de compaction. Cette dépression permet de s'assurer qu'un espace est bien présent entre la membrane et la préforme avant l'injection de la résine. Ainsi, lors de l'injection de la résine, celle-ci se répand préférentiellement dans l'espace libre et non dans la préforme qui présente une perméabilité plus faible vis-à-vis de l'espace libre.
Selon un quatrième aspect particulier du procédé de l'invention, la préforme fibreuse est obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche.
Selon un cinquième aspect du procédé de l'invention, la préforme fibreuse est obtenue par empilement de strates fibreuses unidirectionnelles liées entre elles par aiguilletage ou obtenues par tissage bidimensionnel.
Les fils de la préforme peuvent être formés de fibres constituées d'un ou plusieurs des matériaux suivants : carbone, carbure de silicium, verre, alumine, mullite, aluminosilicate, borosilicate, ou un mélange de plusieurs de ces matériaux.
La résine peut être choisie parmi au moins une des résines suivantes : résine époxyde, résine phénolique, résine précurseur de carbone et résine précurseur de carbure de silicium.
4 According to a first particular aspect of the method of the invention, the resin is injected at the lower edge of the fibrous preform, the fluid compaction being injected from the bottom of the compaction chamber located in the vicinity of the lower edge of the fibrous preform. This allows the membrane to grow back gradually the resin in the preform and optimize the impregnation of the preform in all its volume.
According to a second particular aspect of the method of the invention, the resin is injected into a circular channel present on the bottom of the female mold element, which allows the resin to spread uniformly around the lower edge of the preform during its injection.
According to a third particular aspect of the method of the invention, before the injection of the resin into the impregnation chamber, a depression is applied in the compaction chamber. This depression ensures that a space is present between the membrane and the preform before injection of the resin. So, when the injection of the resin, this one spreads preferentially in the space free and not in the preform which has a lower permeability vis-over free space.
According to a fourth particular aspect of the method of the invention, the fibrous preform is obtained by three-dimensional weaving or multilayer.
According to a fifth aspect of the method of the invention, the fibrous preform is obtained by stacking fibrous layers unidirectional interconnected by needling or obtained by weaving two-dimensional.
The yarns of the preform may be made of fibers made up one or more of the following materials: carbon, silicon carbide, glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of many of these materials.
The resin may be chosen from at least one of the resins epoxy resin, phenolic resin, precursor resin, carbon and precursor resin of silicon carbide.

5 L'invention a également pour objet un outillage d'imprégnation pour une préforme fibreuse de forme tronconique ou cylindrique, l'outillage comprenant :
- un élément de moule femelle comportant une cavité
délimitée par une paroi latérale présentant une surface interne de forme tronconique ou cylindrique, - un élément de moule mâle comprenant un corps axisymétrique logé dans la cavité de l'élément de moule femelle, la surface externe du corps axisymétrique étant placée en regard et à une distance déterminée de la surface interne de forme tronconique ou cylindrique de la paroi latérale de l'élément de moule femelle, - une membrane imperméable et déformable présentant une forme tronconique ou cylindrique, la membrane étant placée en vis-à-vis de la paroi externe du corps axisymétrique de l'élément de moule mâle, l'espace délimité entre la surface interne de forme tronconique ou cylindrique de la paroi latérale de l'élément de moule femelle et la membrane correspondant à une chambre d'imprégnation, l'espace délimité
entre la surface externe du corps axisymétrique et la membrane correspondant à une chambre de compaction, - l'élément de moule femelle comprenant au moins un port d'injection de résine débouchant dans la chambre d'imprégnation, - l'élément de moule mâle comprenant au moins un port d'injection d'un fluide de compaction débouchant dans la chambre de compaction.
Selon un aspect particulier de l'outillage de l'invention, chaque port d'injection de résine débouche dans la chambre d'imprégnation au niveau d'un fond de l'élément de moule femelle, ledit fond comportant une rigole circulaire dans laquelle débouchent le ou les ports d'injection de résine.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
5 The invention also relates to a tool for impregnation for a fibrous preform of frustoconical or cylindrical shape, tooling comprising:
a female mold element comprising a cavity delimited by a side wall having an internal shape surface frustoconical or cylindrical, a male mold element comprising a body axisymmetric housed in the cavity of the female mold element, the outer surface of the axisymmetric body being placed opposite and at a determined distance from the frustoconical internal surface or cylindrical of the side wall of the female mold member, an impermeable and deformable membrane presenting a frustoconical or cylindrical shape, the membrane being placed opposite of the outer wall of the axisymmetric body of the male mold element, the space delimited between the internal surface of frustoconical shape or cylindrical side wall of the female mold member and the membrane corresponding to an impregnation chamber, the defined space between the outer surface of the axisymmetric body and the membrane corresponding to a compaction chamber, the female mold element comprising at least one port resin injection opening in the impregnation chamber, the male mold element comprising at least one port injection of a compaction fluid opening into the chamber of compaction.
According to a particular aspect of the tooling of the invention, each resin injection port opens into the impregnation chamber at level of a bottom of the female mold element, said bottom having a circular channel into which the injection port or ports of resin.
Brief description of the drawings Other features and advantages of the invention will emerge of the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, with reference to the attached drawings, in which:

6 - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un outillage d'imprégnation selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue schématique en perspective éclatée d'un outillage d'imprégnation conformément à un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3A une vue schématique en coupe de l'outillage de la figure 2 une fois fermé montrant l'injection d'une résine dans l'outillage, - les figures 3B et 3C sont des vues schématiques en coupe de l'outillage de la figure 2 montrant des étapes d'imprégnation d'une préforme fibreuse conformément à un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un pièce obtenue conformément à un procédé de l'invention.
Description détaillée de modes de réalisation La figure 2 représente un outillage d'injection 100 conformément à un mode de réalisation de l'invention. L'outillage d'imprégnation 100 comprend un élément de moule femelle 110 constitué
d'une paroi latérale 111 dont la surface interne 111a présente une forme tronconique et délimite une cavité 112. La surface interne 111a est destinée à être en contact avec une préforme fibreuse 200 à imprégner.
L'élément de moule femelle 110 comprend également un fond 113 fermant la partie inférieure 1110 de la paroi latérale 111. Dans l'exemple décrit ici, la partie supérieure 1111 de la paroi latérale 111 comporte une première et une deuxième gorges annulaires 1112 et 1113 qui sont destinées à recevoir respectivement un premier et un deuxième joints toriques 1114 et 1115. Toujours dans l'exemple décrit ici, un joint annulaire 1140 est en outre disposé entre la partie supérieure 1111 de la paroi latérale 111 et une bride 114 fixée sur la partie supérieure 1111 par des vis 1141.
L'outillage d'imprégnation 100 comprend également un élément de moule mâle 130 comportant un corps axisymétrique 131 qui est destiné à être logé dans la cavité 112 de l'élément de moule femelle 110 lors de la fermeture de l'outillage d'imprégnation 100. Le corps axisymétrique 131 présente une forme adaptée permettant d'assurer la remontée du liquide de compaction pour injecter la résine dans la texture du bas vers le haut comme décrit ci-après. Dans l'exemple décrit ici, le
6 FIG. 1 is a schematic sectional view of a tool impregnation according to the prior art, FIG. 2 is a diagrammatic perspective exploded view impregnation tools according to an embodiment of the invention, FIG. 3A is a schematic sectional view of the tooling of FIG. 2, once closed, showing the injection of a resin into the tooling, FIGS. 3B and 3C are schematic sectional views of the tool of FIG. 2 showing impregnation steps of a fibrous preform according to one embodiment of the invention, FIG. 4 is a schematic perspective view of a part obtained according to a method of the invention.
Detailed description of embodiments FIG. 2 represents an injection tooling 100 according to an embodiment of the invention. tooling of impregnation 100 comprises a female mold member 110 constituted of a side wall 111 whose inner surface 111a has a shape frustoconical and delimits a cavity 112. The inner surface 111a is intended to be in contact with a fiber preform 200 to be impregnated.
The female mold member 110 also includes a bottom 113 closing the lower part 1110 of the side wall 111. In the example described here, the upper portion 1111 of the side wall 111 has a first and second annular grooves 1112 and 1113 which are intended to receive respectively a first and a second seals O-rings 1114 and 1115. Still in the example described here, a seal ring 1140 is further disposed between the upper part 1111 of the side wall 111 and a flange 114 attached to the upper part 1111 by screws 1141.
The impregnation tooling 100 also includes an element of male mold 130 having an axisymmetric body 131 which is intended to be housed in the cavity 112 of the female mold element 110 when closing the impregnation tool 100. The body axisymmetric 131 has a suitable shape to ensure the recovery of the compaction liquid to inject the resin into the texture from bottom to top as described below. In the example described here, the

7 corps axisymétrique 131 s'inscrit à l'intérieur d'un tronc de cône et présente une surface externe 131a de forme concave.
Lorsque l'élément de moule mâle 130 est assemblé avec l'élément de moule femelle 110, la surface externe 131a du corps axisymétrique 131 est placée en regard et à une distance déterminée de la surface interne de forme tronconique 111a de la paroi latérale 111 de l'élément de moule femelle 110 (figure 3A). L'élément de moule mâle comprend un couvercle 132 amovible qui est fixé sur une bride 1310 présente sur la partie supérieure du corps tronconique 131 au moyen de vis 1320.
L'outillage d'imprégnation 100 comprend également une membrane imperméable 120 présentant une forme tronconique, la membrane, par exemple en silicone, étant apte à se déformer (s'allonger) sans se rompre sous l'effet de la pression du liquide de compactage. La membrane 120 est interposée entre la surface externe 131a du corps axisymétrique 131 de l'élément de moule mâle et la surface interne 111a de la paroi latérale 111 de l'élément de moule femelle 110. La membrane 120 est placée à proximité de la paroi externe 131a du corps axisymétrique 131 de l'élément de moule mâle 130. L'espace délimité
entre la surface interne 111a de la paroi latérale 111 de l'élément de moule femelle 110 et la face 120a de la membrane en regard de la surface 111a correspond à une chambre d'imprégnation 140 dans laquelle est présente une préforme fibreuse 200 à imprégner (figure 3A). L'espace délimité entre la surface externe 131a du corps axisymétrique et la face 120b de la membrane 120 en regard de la surface 131a correspond à une chambre de compaction 150.
Dans l'exemple décrit ici, l'élément de moule femelle 110 comprend deux ports d'injection 115 et 116 présent sur le fond 113 de l'élément de moule femelle. Les ports d'injection 115 et 116 débouchent dans la chambre d'imprégnation 140 (figure 3A). Les ports d'injection 115 et 116 sont utilisés pour injecter une résine dans la chambre d'imprégnation lorsqu'elle contient une préforme fibreuse à imprégner.
L'élément de moule mâle peut en outre comprendre des ports d'évacuation 117 disposés du côté opposé par rapport aux ports d'injection 115 et 116, ici placés au niveau de la bride 114 (figures 2 et 3C). Les ports d'évacuation 117 sont en communication avec la chambre
7 axisymmetric body 131 fits inside a truncated cone and has an outer surface 131a of concave shape.
When the male mold member 130 is assembled with the female mold member 110, the outer surface 131a of the body axisymmetric 131 is placed opposite and at a determined distance from the internal frustoconical surface 111a of the side wall 111 of the female mold member 110 (Fig. 3A). The male mold element comprises a removable cover 132 which is fixed on a flange 1310 present on the upper part of the frustoconical body 131 by means of screw 1320.
The impregnation tooling 100 also includes a impermeable membrane 120 having a frustoconical shape, the membrane, for example made of silicone, being able to deform (lie down) without breaking under the pressure of the compacting liquid. The membrane 120 is interposed between the outer surface 131a of the body axisymmetric 131 of the male mold element and the inner surface 111a of the side wall 111 of the female mold member 110. The membrane 120 is placed near the outer wall 131a of the body 131 of the male mold element 130. The defined space between the inner surface 111a of the side wall 111 of the female mold 110 and the face 120a of the membrane facing the surface 111a corresponds to an impregnation chamber 140 in which is has a fiber preform 200 to impregnate (Figure 3A). Space delimited between the outer surface 131a of the axisymmetric body and the face 120b of the membrane 120 opposite the surface 131a corresponds to a compaction chamber 150.
In the example described here, the female mold element 110 comprises two injection ports 115 and 116 present on the bottom 113 of the female mold element. Injection ports 115 and 116 open in the impregnation chamber 140 (Figure 3A). Injection ports 115 and 116 are used to inject a resin into the chamber impregnation when it contains a fibrous preform to be impregnated.
The male mold member may further include ports 117 disposed on the opposite side from the ports 115 and 116, here positioned at the flange 114 (FIGS.
3C). Evacuation ports 117 are in communication with the chamber

8 d'imprégnation 140 et permettent de faciliter l'injection de la résine dans la chambre d'imprégnation en évacuant l'air présent dans la chambre d'imprégnation, les ports d'évacuation pouvant être éventuellement reliés à une pompe de tirage. Selon une variante de réalisation, l'élément de moule femelle peut ne comprendre qu'un seul port d'injection ou plus de deux ports d'injection.
Dans l'exemple décrit ici et comme représenté sur les figures 2 et 3A à 3C, le fond 113 de l'élément de moule femelle 110 peut comporter une rigole circulaire 1131 dans laquelle débouche directement les ports d'injection 115 et 116. La rigole 1131 permet de répartir la résine injectée via les ports d'injection 115 et 116 de manière uniforme au niveau du fond 113 et, par conséquent, au niveau du bord inférieur 201 de la préforme fibreuse 200 à imprégner.
Dans l'exemple décrit ici, l'élément de moule mâle 130 comprend un port d'injection 133 présent au niveau du fond 134 du corps axisymétrique 131, le port d'injection 133 débouchant dans la chambre de compaction 150. Le port d'injection 133 est utilisé pour injecter un fluide de compaction dans la chambre de compaction 150 comme décrit ci-après en détails. L'élément de moule mâle 130 peut comprendre en outre des ports d'évacuation 135 permettant de faciliter l'introduction du fluide de compaction dans la chambre de compaction 150 en évacuant l'air présent dans ladite chambre. Selon une variante de réalisation, plusieurs ports d'injection peuvent être présents sur l'élément de moule mâle 130. On peut également utiliser le port d'injection 133 et l'évent 135 pour faire circuler le fluide de compaction à une température permettant de contribuer à la polymérisation de la résine lors de la phase de cuisson de la pièce composite.
On décrit maintenant un procédé d'injection d'une résine dans une préforme fibreuse conformément à un mode de réalisation de l'invention. Le procédé requière des moyens de maintien tels qu'une presse (non représentée sur les figures 3A à 3C).
Comme illustré sur la figure 2, les éléments du moule mâle sont assemblés, à savoir les parties 114, 131, 132 ainsi que la membrane 120 et le matériau poreux 1140. La partie mâle ainsi équipée est fixée sous le plateau supérieur de la presse à l'aide des vis 1141. Une préforme fibreuse 200 est introduite ans la cavité 112 de l'élément de moule femelle
8 impregnation 140 and facilitate the injection of the resin into the impregnation chamber evacuating the air present in the chamber impregnation, the evacuation ports that can be connected to a draft pump. According to an alternative embodiment, the element of female mold may comprise only one injection port or more two injection ports.
In the example described here and as shown in FIGS.
and 3A to 3C, the bottom 113 of the female mold member 110 may comprise a circular ditch 1131 in which the ports directly open 115 and 116. The channel 1131 distributes the injected resin via the injection ports 115 and 116 uniformly at the bottom 113 and, therefore, at the lower edge 201 of the preform fibrous 200 to be impregnated.
In the example described here, the male mold element 130 comprises an injection port 133 present at the bottom 134 of the body axisymmetric 131, the injection port 133 opening into the chamber of compaction 150. The injection port 133 is used to inject a fluid of compaction in the compaction chamber 150 as described below in detail. The male mold member 130 may further include discharge ports 135 to facilitate the introduction of the fluid of compaction in the compaction chamber 150 evacuating the present air in said chamber. According to an alternative embodiment, several ports injection can be present on the male mold element 130. On can also use injection port 133 and vent 135 to make circulate the compaction fluid at a temperature allowing contribute to the polymerization of the resin during the cooking phase of the composite part.
A method of injecting a resin into a a fiber preform according to an embodiment of the invention. The method requires holding means such as a press (not shown in FIGS. 3A to 3C).
As illustrated in FIG. 2, the elements of the male mold are assembled, namely the parts 114, 131, 132 and the membrane 120 and the porous material 1140. The male part thus equipped is fixed under the top plate of the press using screws 1141. A preform fibrous 200 is introduced in the cavity 112 of the female mold element

9 110 qui est équipée des joints 1114 et 1115. L'outillage est fermé par abaissement du plateau supérieur de la presse.
Une fois l'outillage d'imprégnation fermé, une résine 10 est injectée dans la chambre d'imprégnation 140 entre la face exposée 200a de la préforme fibreuse et la face 120a de la membrane 120 en regard de la face 200a de la préforme 200 (figure 3A). La résine 10 est injectée dans la chambre d'imprégnation 140 via les ports d'injection 115 et 116, c'est-à-dire au niveau du bord inférieur 201 de la préforme fibreuse 200. La résine 10 se répartit uniformément autour du bord inférieur 201 de la préforme 200 grâce à la rigole 1131 dans laquelle débouche les ports d'injection 115 et 116. Dans l'exemple décrit ici, les ports d'injection 115 et 116 sont positionnés de manière à déboucher dans un espace vide de la chambre d'imprégnation 140, c'est-à-dire un espace qui n'est pas occupé par la préforme fibreuse 200. Dans ce cas, la résine 10 est injectée dans cet espace libre pour être ultérieurement poussée à l'intérieur de la préforme comme expliqué ci-après. Selon une variante de réalisation, les ports d'injection 115 et 116 peuvent être positionnés de manière à
déboucher au niveau du bord inférieur 201 de la préforme 200. Dans ce cas, la résine 10 est directement injectée dans la préforme.
De manière optionnelle, avant l'injection de la résine dans la chambre d'imprégnation 140, une dépression peut être préalablement appliquée dans la chambre de compaction 150, par exemple en reliant une pompe à vide au port d'injection 133 et aux ports d'évacuation 135. Cette dépression permet de s'assurer qu'un espace est bien présent entre la membrane et la préforme avant l'injection de la résine. Ainsi, lors de l'injection de la résine, celle-ci se répand préférentiellement dans l'espace libre et non dans la préforme qui présente une perméabilité plus faible vis-à-vis de l'espace libre.
La quantité de résine 10 introduite dans la chambre d'imprégnation 140 est déterminée en fonction du volume de la préforme 200 à imprégner et de son taux de fibres. Lorsque la quantité déterminée de résine 10 a été injectée dans la chambre d'imprégnation 140, les ports d'injection 115, 116 et les ports d'évacuation 117 sont fermés. Un fluide compaction 20 est alors introduit dans la chambre de compaction 150 via le port d'injection 133 présent au niveau du fond 134 du corps axisymétrique 131, un conduit 21 reliant le port d'injection 133 à l'entrée
9 110 which is equipped with seals 1114 and 1115. The tool is closed by lowering of the upper plate of the press.
Once the impregnation tool has been closed, a resin 10 is injected into the impregnation chamber 140 between the exposed face 200a of the fibrous preform and the face 120a of the membrane 120 next to the face 200a of the preform 200 (Figure 3A). The resin 10 is injected into the impregnation chamber 140 via the injection ports 115 and 116, that is to say say at the lower edge 201 of the fiber preform 200. The resin 10 is evenly distributed around the lower edge 201 of the preform 200 through the channel 1131 in which the ports open 115 and 116. In the example described here, the injection ports 115 and 116 are positioned so as to open into an empty space of the impregnation chamber 140, that is to say a space that is not occupied by the fibrous preform 200. In this case, the resin 10 is injected in this free space to be pushed further inside the preform as explained below. According to an alternative embodiment, the injection ports 115 and 116 can be positioned to to emerge at the lower edge 201 of the preform 200. In this case, the resin 10 is directly injected into the preform.
Optionally, before the injection of the resin into the impregnation chamber 140, a depression may be previously applied in the compaction chamber 150, for example by connecting a vacuum pump at the injection port 133 and the discharge ports 135. This depression ensures that a space is present between the membrane and the preform before injection of the resin. So, when the injection of the resin, this one spreads preferentially in the space free and not in the preform which has a lower permeability vis-over free space.
The quantity of resin 10 introduced into the chamber of impregnation 140 is determined according to the volume of the preform 200 to impregnate and its fiber content. When the quantity determined of resin 10 was injected into the impregnation chamber 140, the ports injection 115, 116 and the discharge ports 117 are closed. A fluid compaction 20 is then introduced into the compaction chamber 150 via the injection port 133 present at the bottom 134 of the body axisymmetric 131, a conduit 21 connecting the injection port 133 to the inlet

10 de l'outillage au niveau du couvercle 132 (figure 3B). Les ports d'évacuation 135 sont ouverts dans un premier temps pour permettre de chasser l'air repoussé par le fluide compaction 20, puis sont fermés dans un deuxième temps afin de permettre la mise sous pression du fluide de compaction.
L'injection du fluide de compaction 20 dans la chambre de compaction 20 a pour effet de repousser la membrane 120 vers la préforme fibreuse 200 dans des directions indiquées par les flèches représentées sur les figures 3B et 3C et de forcer la résine 10 à pénétrer dans la préforme200. Au fur et à mesure de l'injection du fluide compaction dans la chambre de compaction 150, la membrane 120 pousse à la fois la résine dans l'espace libre de la chambre d'imprégnation 130 et dans la préforme comme illustré sur les figures 3B et 3C. Par l'action du fluide de compaction 20 sur la membrane 120, la membrane exerce une pression de compaction sur la préforme, pression qui est appliquée depuis l'intérieur, c'est-à-dire sur la face interne 200a de la préforme, vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la face externe 200b de la préforme fibreuse 200.
Le fluide compaction 20 est injecté de préférence à partir de la partie inférieure 151 de la chambre de compaction 150 située au voisinage du bord inférieur 201 de la préforme fibreuse 200, ce qui permet à la membrane 120 de repousser progressivement la résine 10 dans la préforme 200 et d'optimiser l'imprégnation de la préforme dans tout son volume.
On obtient alors une préforme fibreuse imprégnée d'un précurseur de matrice. La transformation du précurseur en matrice organique, à savoir sa polymérisation, est réalisée par traitement thermique, généralement par chauffage de l'outillage d'imprégnation, par exemple par circulation d'un fluide caloporteur dans des serpentins entourant l'outillage et dans la chambre de compaction, après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère. Lors de la polymérisation, une pression, dite pression de polymérisation , est toujours appliquée par la membrane 120 sur la préforme fibreuse 200 car le fluide compaction exerce toujours lui-même une pression sur la membrane.
L'application à la fois d'une pression de compaction lors de l'imprégnation de la préforme et d'une pression de polymérisation lors de
10 tooling at the cover 132 (Figure 3B). The ports evacuation 135 are opened at first to allow chase the air repelled by the fluid compaction 20, and then are closed in a second time to allow the pressurization of the fluid of compaction.
The injection of the compaction fluid into the chamber of compaction 20 has the effect of pushing the membrane 120 towards the fibrous preform 200 in directions indicated by the arrows represented in FIGS. 3B and 3C and forcing the resin 10 to penetrate in the preform200. As the fluid is injected compaction in the compaction chamber 150, the membrane 120 pushes both the resin in the free space of the impregnation chamber 130 and in the preform as illustrated in Figures 3B and 3C. By the action of the compaction fluid 20 on the membrane 120, the membrane exerts compaction pressure on the preform, which pressure is applied from the inside, that is to say on the inner face 200a of the preform, outwards, that is to say towards the outer face 200b of the fibrous preform 200.
The compaction fluid 20 is preferably injected from the lower part 151 of the compaction chamber 150 located in the vicinity of the lower edge 201 of the fiber preform 200, which allows the membrane 120 to gradually push the resin 10 in the preform 200 and optimize the impregnation of the preform in all its volume.
A fibrous preform impregnated with a matrix precursor. The transformation of the precursor into a matrix organic, namely its polymerization, is carried out by treatment thermal, generally by heating the impregnation tools, by example by circulation of a coolant in coils surrounding the tooling and in the compaction chamber after disposal possible solvent and crosslinking of the polymer. During the polymerization, a pressure, called polymerization pressure, is always applied by the membrane 120 on the fibrous preform 200 because the fluid compaction always exerts itself a pressure on the membrane.
The application of both a compaction pressure during impregnation of the preform and of a polymerization pressure during

11 la polymérisation de la résine dans la préforme provoque une diminution de l'épaisseur de celle-ci en même temps qu'une augmentation de son diamètre intérieur, ces déplacements étant limités par les déformations possibles de la préforme (compressibilité).
La matrice organique peut être notamment obtenue à partir de résines époxydes, telle que, par exemple, la résine époxyde à hautes performances, ou de précurseurs liquides de matrices carbone ou céramique.
Dans le cas de la formation d'une matrice carbone ou céramique, le traitement thermique consiste à pyrolyser le précurseur organique pour transformer la matrice organique en une matrice carbone ou céramique selon le précurseur utilisé et les conditions de pyrolyse. A
titre d'exemple, des précurseurs liquides de carbone peuvent être des résines à taux de coke relativement élevé, telles que des résines phénoliques, tandis que des précurseurs liquides de céramique, notamment de SiC, peuvent être des résines de type polycarbosilane (PCS) ou polytitanocarbosilane (PTCS) ou polysilazane (PSZ).
Après la polymérisation, telle qu'illustrée sur la figure 4, on obtient une pièce 400 en matériau composite comprenant un renfort fibreux constitué de la préforme 200 densifié par une matrice formée par la résine imprégnée et polymérisée dans la préforme. Le démoulage de la pièce 400 est réalisé en retirant l'élément de moule mâle 130, la bride 114 et la membrane 120.
La préforme fibreuse 200 est réalisée de façon connue par tissage au moyen d'un métier à tisser de type jacquard sur lequel on a disposé un faisceau de fils de chaînes ou torons en une pluralité de couches, les fils de chaînes étant liés par des fils de trame ou inversement. La texture fibreuse peut être réalisée par empilement de strates ou plis obtenu par tissage bidimensionnel (2D). Par tissage bidimensionnel , on entend ici un mode de tissage classique par lequel chaque fil de trame passe d'un côté à l'autre de fils d'une seule couche de chaîne ou inversement. La texture fibreuse peut être également réalisée directement en une seule pièce par tissage tridimensionnel (3D) ou multicouche. Par tissage tridimensionnel ou tissage multicouche , on entend ici un mode de tissage par lequel certains au moins des fils de trame lient des fils de chaîne sur plusieurs couches de fils de chaîne ou
11 the polymerization of the resin in the preform causes a decrease the thickness of it at the same time as an increase in its inner diameter, these displacements being limited by the deformations possible of the preform (compressibility).
The organic matrix can in particular be obtained from epoxy resins, such as, for example, epoxy resin at high performance, or liquid precursors of carbon matrices or ceramic.
In the case of the formation of a carbon matrix or ceramic, heat treatment consists of pyrolyzing the precursor organic to transform the organic matrix into a carbon matrix or ceramic according to the precursor used and the pyrolysis conditions. AT
For example, liquid carbon precursors may be resins with a relatively high coke content, such as resins phenolic, while liquid precursors of ceramics, especially SiC, may be polycarbosilane type resins (PCS) or polytitanocarbosilane (PTCS) or polysilazane (PSZ).
After the polymerization, as illustrated in FIG.
obtains a piece 400 made of composite material comprising a reinforcement fibrous material consisting of the preform 200 densified by a matrix formed by the resin impregnated and polymerized in the preform. The demolding of the piece 400 is made by removing the male mold member 130, the flange 114 and the membrane 120.
The fibrous preform 200 is produced in a known manner by weaving using a jacquard loom on which we have arranged a bundle of warp yarns or strands into a plurality of layers, the warp threads being bound by weft threads or Conversely. The fibrous texture can be made by stacking strata or plies obtained by two-dimensional weaving (2D). By weaving two-dimensional means here a conventional weaving mode by which each weft thread passes from one side to the other of threads of a single layer of chain or vice versa. The fibrous texture can also be realized directly in one piece by three-dimensional weaving (3D) or multilayer. By three-dimensional weaving or multilayer weaving, here we mean a mode of weaving by which at least some of the son of weft bind string yarns on multiple layers of warp yarns or

12 inversement suivant un tissage correspondant à une armure de tissage qui peut être notamment choisie parmi une des armures suivantes : interlock, multi-toile, multi-satin et multi-sergé. La préforme fibreuse peut encore être réalisée à partir de strates fibreuses unidirectionnelles aiguilletées entre elles.
Le procédé de l'invention est particulièrement adapté pour permettre l'introduction d'une composition liquide dans des textures fibreuses 2D (textures obtenues par empilement de strates ou plis 2D) ou 3D d'épaisseur importante, c'est-à-dire des structures fibreuses ayant une épaisseur d'au moins 90 mm avec un taux de fibres supérieur à 30%, par exemple 40%. Les textures 3D présentent en outre une géométrie complexe dans laquelle il est difficile d'introduire et de répartir de manière homogène des compositions liquides chargées ou non. Le procédé de l'invention est également très bien adapté pour l'introduction d'une composition liquide dans des textures fibreuses tissées 3D.
Les fils utilisés pour former la préforme fibreuse 200 et, par conséquent, le renfort fibreux de la pièce 400 en matériau composite peuvent être notamment formés de fibres constituées d'un des matériaux suivants: carbone, carbure de silicium, verre, l'alumine, mullite, aluminosilicate, borosilicate, ou un mélange de plusieurs de ces matériaux.
Le procédé de l'invention a été décrit précédemment en application à la fabrication d'une pièce de forme tronconique. Toutefois le procédé de fabrication et l'outillage d'imprégnation de l'invention s'appliquent également à la fabrication de pièces en matériau composite de forme cylindrique. Dans ce cas, la préforme, la paroi latérale délimitant la cavité de l'élément de moule femelle et la membrane imperméable et déformable présentent une forme cylindrique tandis que le corps axisymétrique de l'élément de moule mâle s'inscrit à l'intérieur d'un cylindre et présente une surface externe de forme concave.
12 inversely following a weave corresponding to a weave weave which can be chosen in particular from one of the following armor: interlock, multi-canvas, multi-satin and multi-twill. The fibrous preform can still be made from needle punched unidirectional fibrous layers between them.
The method of the invention is particularly suitable for allow the introduction of a liquid composition into textures fibrous 2D (textures obtained by stacking layers or 2D folds) or 3D of high thickness, that is fibrous structures having a at least 90 mm thick with a fiber content greater than 30%, example 40%. 3D textures also have geometry complex in which it is difficult to introduce and distribute homogeneous liquid compositions loaded or not. The process of the invention is also very well suited for the introduction of a liquid composition in 3D woven fiber textures.
The yarns used to form the fibrous preform 200 and, by therefore, the fibrous reinforcement of the composite material part 400 may consist in particular of fibers made from one of the materials carbon, silicon carbide, glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of several of these materials.
The method of the invention has been described previously in application to the manufacture of a frustoconical piece. However, the manufacturing method and the impregnation tooling of the invention also apply to the manufacture of composite material parts cylindrical shape. In this case, the preform, the lateral wall delimiting the cavity of the female mold element and the impermeable membrane and deformable have a cylindrical shape while the body axisymmetric of the male mold element fits inside a cylinder and has an outer surface of concave shape.

Claims (10)

REVENDICATIONS 13 1. Procédé de fabrication d'une pièce de forme tronconique (400) ou cylindrique en matériau composite comprenant les étapes suivantes :
- placement d'une préforme fibreuse de forme tronconique (200) ou cylindrique dans un élément de moule femelle (110) d'un outillage d'imprégnation (100), l'élément de moule femelle (110) comportant une cavité (112) délimitée par une paroi latérale (111) présentant une surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique, la préforme fibreuse (200) étant placée contre la surface interne (111a) de ladite paroi latérale (111), - placement d'une membrane imperméable et déformable (120) en regard de la face exposée (200a) de la préforme fibreuse (200), la membrane (120) présentant une forme tronconique ou cylindrique, l'espace délimité entre la surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique de la paroi latérale (111) de l'élément de moule femelle (110) et la membrane (120) correspondant à une chambre d'imprégnation (140) dans laquelle la préforme fibreuse (200) est présente, - assemblage d'un élément de moule mâle (130) avec l'élément de moule femelle (110), l'élément de moule mâle (130) comprenant un corps axisymétrique (131) logé dans la cavité (112) de l'élément de moule femelle (110), la surface externe (131a) du corps axisymétrique (131) étant placée en regard et à une distance déterminée de la surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique de la paroi latérale (111) de l'élément de moule femelle (110), la membrane (120) étant interposée entre la paroi externe du corps axisymétrique (131a) de l'élément de moule mâle (130) et la surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique de la paroi latérale (111) de l'élément de moule femelle (110), l'espace délimité entre la surface externe (131a) du corps axisymétrique (131) et la membrane (120) correspondant à une chambre de compaction (150), - injection d'une résine (10) dans la chambre d'imprégnation (140), - injection d'un fluide de compaction (20) dans la chambre de compaction (150), le fluide de compaction (20) exerçant une pression sur la membrane (120) pour forcer la résine (10) à imprégner la préforme fibreuse (200), - polymérisation de la résine de manière à obtenir une pièce en matériau composite (400) comprenant un renfort fibreux densifié par une matrice.
1. Method for manufacturing a frustoconical piece (400) or cylindrical composite material comprising the steps following:
- Placement of a fibrous preform of frustoconical shape (200) or cylindrical in a female mold element (110) of a impregnation tooling (100), the female mold member (110) having a cavity (112) delimited by a side wall (111) having an inner frustoconical surface (111a) or cylindrical, the fibrous preform (200) being placed against the surface internal (111a) of said side wall (111), - placement of an impermeable and deformable membrane (120) opposite the exposed face (200a) of the fibrous preform (200), the membrane (120) having a frustoconical or cylindrical shape, the space delimited between the frustoconical internal surface (111a) or cylindrical side wall (111) of the female mold member (110) and the membrane (120) corresponding to an impregnation chamber (140) wherein the fiber preform (200) is present, - Assembling a male mold element (130) with the element female mold member (110), the male mold member (130) comprising a an axisymmetric body (131) housed in the cavity (112) of the mold element female (110), the outer surface (131a) of the axisymmetric body (131) being placed opposite and at a determined distance from the inner surface of frustoconical (111a) or cylindrical shape of the side wall (111) of the female mold member (110), the diaphragm (120) being interposed between the outer wall of the axisymmetric body (131a) of the male mold (130) and the frustoconical inner surface (111a) or cylindrical side wall (111) of the female mold member (110), the space delimited between the outer surface (131a) of the axisymmetric body (131) and the membrane (120) corresponding to a compaction chamber (150) injection of a resin (10) into the impregnation chamber (140) injecting a compaction fluid (20) into the chamber of compaction (150), the compaction fluid (20) exerting pressure on the membrane (120) for forcing the resin (10) to impregnate the preform fibrous (200), - polymerization of the resin to obtain a piece composite material (400) comprising fiber reinforcement densified by a matrix.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la résine (10) est injectée au niveau du bord inférieur (201) de la préforme fibreuse (200), le fluide compaction (20) étant injecté à partir de la partie inférieure (151) de la chambre de compaction (150) située au voisinage du bord inférieur (201) de la préforme fibreuse (200). 2. The process according to claim 1, wherein the resin (10) is injected at the lower edge (201) of the fibrous preform (200), the compaction fluid (20) being injected from the part lower part (151) of the compaction chamber (150) situated in the vicinity the lower edge (201) of the fibrous preform (200). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la résine (10) est injectée dans une rigole circulaire (1131) présente sur le fond (113) de l'élément de moule femelle (110). 3. The process according to claim 2, wherein the resin (10) is injected into a circular channel (1131) present on the bottom (113) of the female mold member (110). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, avant l'injection de la résine (10) dans la chambre d'imprégnation (140), une dépression est appliquée dans la chambre de compaction (150). 4. Method according to any one of claims 1 to 3, wherein, prior to injection of the resin (10) into the chamber impregnation (140), a depression is applied in the chamber of compaction (150). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la préforme fibreuse (200) est obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche. 5. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fibrous preform (200) is obtained by weaving three-dimensional or multilayer. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la préforme fibreuse (200) est obtenue par empilement de strates fibreuses obtenues par tissage bidimensionnel. 6. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fiber preform (200) is obtained by stacking fibrous strata obtained by two-dimensional weaving. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les fils de la préforme fibreuse (200) sont formés de fibres constituées d'un ou plusieurs des matériaux suivants : carbone, carbure de silicium, verre, l'alumine, mullite, aluminosilicate, borosilicate, ou d'un mélange de plusieurs de ces matériaux. 7. Method according to any one of claims 1 to 6, wherein the fibers of the fibrous preform (200) are formed of fibers made of one or more of the following materials: carbon, carbide silicon, glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mix of many of these materials. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la résine (10) est choisie parmi au moins une des résines suivantes : résine époxyde, résine précurseur de carbone et résine précurseur de carbure de silicium. 8. Process according to any one of claims 1 to 7, wherein the resin (10) is selected from at least one of the resins following: epoxy resin, carbon precursor resin and resin precursor of silicon carbide. 9. Outillage d'imprégnation (100) pour une préforme fibreuse de forme tronconique (200) ou cylindrique, l'outillage comprenant :
- un élément de moule femelle (110) comportant une cavité
(112) délimitée par une paroi latérale (111) présentant une surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique, - un élément de moule mâle (130) comprenant un corps axisymétrique (131) logé dans la cavité (112) de l'élément de moule femelle (110), la surface externe (131a) du corps axisymétrique (131) étant placée en regard et à une distance déterminée de la surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique de la paroi latérale (111) de l'élément de moule femelle (110), - une membrane imperméable et déformable (120) présentant une forme tronconique ou cylindrique, la membrane étant placée en vis-à-vis de la paroi externe (131a) du corps axisymétrique (131) de l'élément de moule mâle (130), l'espace délimité entre la surface interne de forme tronconique (111a) ou cylindrique de la paroi latérale (111) de l'élément de moule femelle (110) et la membrane (120) correspondant à une chambre d'imprégnation (140), l'espace délimité entre la surface externe (131a) du corps axisymétrique (131) et la membrane (120) correspondant à une chambre de compaction (150), - l'élément de moule femelle (110) comprenant au moins un port d'injection (115) de résine débouchant dans la chambre d'imprégnation (140), - l'élément de moule mâle (130) comprenant au moins un port d'injection (133) d'un fluide de compaction débouchant dans la chambre de compaction (150).
9. Impregnation tools (100) for a fibrous preform of frustoconical (200) or cylindrical shape, the tool comprising:
a female mold element (110) comprising a cavity (112) delimited by a side wall (111) having a surface internal frustoconical (111a) or cylindrical, a male mold element (130) comprising a body axisymmetric (131) housed in the cavity (112) of the mold element female (110), the outer surface (131a) of the axisymmetric body (131) being placed opposite and at a determined distance from the inner surface of frustoconical (111a) or cylindrical shape of the side wall (111) of the female mold member (110), an impermeable and deformable membrane (120) presenting a frustoconical or cylindrical shape, the membrane being placed opposite screw of the outer wall (131a) of the axisymmetric body (131) of the element of a male mold (130), the space delimited between the inner shape surface frustoconical (111a) or cylindrical side wall (111) of the element of the female mold (110) and the membrane (120) corresponding to a impregnation chamber (140), the space delimited between the external surface (131a) of the axisymmetric body (131) and the corresponding membrane (120) at a compaction chamber (150), the female mold element (110) comprising at least one resin injection port (115) opening into the chamber impregnation (140), the male mold element (130) comprising at least one port injecting (133) a compaction fluid opening into the chamber of compaction (150).
10. Outillage selon la revendication 9, dans lequel chaque port d'injection (115) de résine débouche dans la chambre d'imprégnation (140) au niveau d'un fond (113) de l'élément de moule femelle (110), ledit fond comportant une rigole circulaire (1131) dans laquelle débouchent le ou les poits d'injection (115) de résine. The tool of claim 9, wherein each port injection (115) of resin opens into the impregnation chamber (140) at a bottom (113) of the female mold member (110), said bottom including a circular channel (1131) into which the or injection pits (115) of resin.
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