Étude du préformage des renforts coniques

Les essais de compaction interne et externe ont permis de définir qu’il n’est pas possible de conserver la forme donnée au renfort lors du retrait de la force à la presse ou lors de la sortie de la préforme de l’outil de compaction. Il est donc nécessaire de prévoir une étape supplémentaire permettant au renfort de garder sa forme après la compaction dans l’outil. Cette étape consiste à déposer une légère quantité de résine sur la surface du renfort. Cette résine pourra être polymérisée au four après la compaction pendant que la préforme est encore dans l’outil. La technique utilisée pour maintenir la déformation du renfort pendant le passage au four est présentée à la section 2.2.1.3.

Les essais de compaction ont permis de définir les dimensions que peuvent prendre les surfaces interne et externe des trois renforts. Celles-ci sont définies par une augmentation maximale de 4 % des diamètres internes et d'une diminution des diamètres externes uniformisant les surfaces externes des trois renforts reçus. L’étude du préformage permet de définir une technique pour

faire maintenir les dimensions désirées au renfort. Si cette étude était concluante, les dimensions du moule d’injection seraient définies. Les critères de réussite sont essentiellement le maintien de la forme donnée au renfort par l’outil de compaction après le retrait de celui-ci. La procédure est semblable à celle des deux essais de compaction, à la différence qu’ils se font simultanément. Une étape de pulvérisation de résine est effectuée avant la compaction. Une fois le renfort compacté et fixé, l’outil est installé à l’intérieur du four et est chauffé pour faire évaporer l’eau de lubrification et pour polymériser la résine.

2.2.3.1.1 Procédure expérimentale de préformage

Les étapes de la procédure de préformage développée sont les suivantes.

1. La préforme est installée à l’intérieur de l’outil de compaction. Les fibres de la préforme sont mouillées avec de l’eau du robinet (l’eau déionisée aurait été préférable, voir Chapitre 8). Le cône intérieur est installé de manière à ce que l’eau doive passer à l’intérieur de la préforme pour descendre (voir Figure 2-15).

2. Une petite quantité de résine est pulvérisée sur les surfaces intérieure et extérieure de la préforme. L’alcool isopropylique est utilisé pour diminuer la viscosité de la résine lors de l’opération.

3. La compaction externe de la préforme est réalisée (voir section 2.2.2.2.1).

4. La compaction interne de la préforme est réalisée avec un mouvement de la presse

contrôlée en déplacement jusqu’aux dimensions désirées au lieu du contrôle en force (voir section 2.2.2.1.1).

5. Le cône intérieur est fixé avec l’assemblage de maintien du cône intérieur (voir Figure 2-34).

Figure 2-34 : Installation de l’assemblage de maintien du cône intérieur et des tiges filetées. 6. La force de la presse hydraulique est retirée et l’assemblage est apporté dans le four pour

un cycle de chauffage.

7. Le cône intérieur est retiré manuellement.

8. La préforme est retirée à l’aide de la presse hydraulique (voir Figure 2-31). 2.2.3.1.2 Résultats de préformage

La Figure 2-35 présente des images du renfort P2 après l’étape de préformage. On peut y observer que la surface du renfort reflète maintenant la lumière indiquant la présence d'une quantité de résine en surface. Au toucher, on remarque une rigidité beaucoup plus importante qu'avant l'opération due à la présence de résine polymérisée. Les mesures du renfort P2 après préformage sont présentées à la Figure 2-36. On observe une différence maximale de 1.4 mm entre les mesures des diamètres désirés et obtenus. Ceci semble tout à fait acceptable pour les étapes subséquentes de fabrication. Le Tableau 2-6 présente un résumé des résultats obtenus dans l’étude de préformage. Une diminution entre 6 et 8 % de l’épaisseur a été constatée. Le critère demandé sur la diminution des épaisseurs est bien respecté et le taux de fibre atteint est de 32.4%. Cette étude a permis de développer une procédure de préformage appropriée pour garantir l’uniformité géométrique des renforts coniques.

Assemblage de maintien du cône intérieur Cône intérieur Cône extérieur Tiges filetées Renfort

Figure 2-35 : Renfort P2 préformé.

Figure 2-36 : Dimension de la préforme P2 (a) recherchée et (b) obtenue après préformage.

Tableau 2-6 : Diminution finale des parois de P2.

Petit diamètre Grand diamètre Épaisseur de paroi initiale (mm) 94,3 92,3 Épaisseur de paroi finale (mm) 86,7 86,8

Diminution de la paroi (%) 8,1 6,0

Dimensions recherchées

Un problème de corrosion est apparu sur l’outil de compaction après l’étape de préformage (voir Figure 2-37). La plaque présentée avait été préalablement recouverte de ruban adhésif au PTFE pour faciliter le démoulage. Par contre, aucun recouvrement de ruban n’avait été fait, ce qui laissait, à certains endroits, des zones linéaires où il y avait contact entre l’aluminium, la fibre, la résine et l’eau. À ces endroits, une corrosion importante a eu lieu. Les pièces ont perdu jusqu’à 1 mm d’épaisseur. Lors de la prochaine utilisation de l’outil de compaction, un recouvrement de ruban adhésif pourra être effectué afin de minimiser ce phénomène. Le moule d’injection étant par ailleurs prévu en aluminium, aucun ruban adhésif ne pourra être utilisé pour celui-ci. Il a donc été très important d’analyser la source de corrosion et de tester des traitements potentiels pour contrer ce phénomène. L’étude de la corrosion est présentée au chapitre 8.

(3.1)