Nos plaques stratifiées ont été fabriquées par la technique d’infusion de résine liquide, LRI.
Cette technique a été choisie pour les nombreux avantages qu’elle présente. En effet, le procédé d’infusion de résine est non seulement simple à mettre en place mais il ne nécessite pas un lourd investis- sement. Seuls le moule, les tissus environnants et éventuellement une pompe à vide sont requis pour son montage. Un autre avantage plus technique est l’évacuation des bulles d’air résiduelles dans le renfort grâce au tirage du vide assuré par la pompe à vide lors de l’écoulement de la résine. Ce qui fait qu’au final on se retrouve avec un composite de bonnes qualités, mécaniquement parlant, avec un bon taux volumique de fibres (50 à 60% de manière standard) et dont le taux de porosité est fortement réduit.
Contrairement au système d’infusion classique où la résine traverse la préforme dans le sens longi- tudinal ou transversal, ici nous avons décidé d’infuser notre préforme dans son épaisseur. L’écoulement de la résine se fait du bas vers le haut de la préforme. Ceci permet d’assurer une bonne distribution de la résine au sein du renfort. Et une bonne distribution de résine empêche l’apparition de zones sèches (absence de matrice) dans le composite final. En d’autres termes, notre but est d’assurer un bon remplis- sage optimal du renfort sans fuite d’air ni de résine. Ce schéma d’infusion a été inspiré des travaux de Pierre-Jacques Liotier [145]. La figure 2.1 présente le schéma du dispositif ainsi que tous les éléments qui le composent.
Sur un moule métallique est posé un tissu drainant. Le moule est perforé (dans les 4 coins) afin de faire parvenir la résine dans le circuit. Le tissu drainant, sous forme de filet, a pour but d’alimenter les renforts en résine en facilitant son écoulement les renforts.
1. Temps nécessaire pour utiliser le mélange avant durcissement. L’ajout de la résine au durcisseur enclenche une réaction chimique qui génère un durcissement au bout d’un certain moment.
FIGURE2.1 – Schéma du dispositif d’infusion
Sur le tissu drainant, nous avons placé un film micro-perforé démoulant avec la plupart des résines ; il va permettre l’écoulement de la résine et le pelage (action d’enlever) facile du filet de drainage ; il permet d’éviter aussi des fuites de résine. Le duo drainant-film micro-perforé assure un bon drainage de la résine sur toute la pièce pour un rendu uniforme et homogène.
Un tissu d’arrachage, est posé juste au-dessus du film micro-perforé. Le rôle du tissu d’arrachage est de faciliter le démoulage de la pièce composite, de protéger le composite durant toute la phase de polymérisation et de lui conférer une meilleure finition de surface (donne un aspect uniforme à la pièce). Il absorbe aussi le surplus de résine et l’empêche de remonter vers la pompe à vide.
Sur le tissu d’arrachage, vient se mettre la préforme qui au préalable a été découpée et préparée suivant la séquence d’empilement souhaitée. Comme on peut le voir sur la figure 2.2, une bande adhésive spéciale a été mise en bordure de la préforme. Cette bande adhésive a pour but principal d’empêcher la résine de fuir hors de la préforme. Elle sert aussi d’appui à une bâche des deux bâches à vide dont la fonction sera expliquée dans les lignes suivantes.
Les tissus environnants qui ont été décrits antérieurement se retrouvent également sur la partie su- périeure de la préforme. Ils ont le même rôle que les précédents sauf qu’ils s’occupent plus de la partie supérieure de la plaque. Comme le montre le schéma, les tissus environnants placés de part et d’autre de la préforme sont dans un ordre symétrique par rapport à cette dernière.
Un contre-moule métallique réponse sur tout l’ensemble. Ce contre-moule permet de plaquer la pré- forme afin d’assurer à la pièce composite finale une seconde face lisse, à l’instar du moule. Sur le contre- moule, de petits trous centraux ont été faits dans le but d’évacuer l’excès de résine. Une première bâche à vide recouvre le contre moule, les tissus environnants inférieurs et la préforme. Cette bâche à vide est utilisée pour la mise sous vide de ce sous-ensemble.
FIGURE2.2 – Apparence de la préforme (ici la préforme est en carbone)
le pourtour de la préforme donc sur la bande adhésive.
L’ensemble du système est recouvert par une seconde bâche à vide, qui est naturellement plus grande que la première. Un second joint d’étanchéité se reposant sur le moule assure sa mise en place et l’étan- chéité générale du circuit.
Les bâches ont été découpées et posées de telle manière qu’elles soient très bien plaquées pour ainsi éviter l’apparition de zones de plissement qui pourraient contenir de l’air. Les bulles d’air sont à éviter absolument. Le plissement de la bâche peut aussi compromettre le bon écoulement de la résine lorsqu’elle se dirigera vers la sortie.
Le vide est fait dans le montage par le biais d’un évent relié à la grande bâche à vide et connecté à une pompe à vide. Le tirage du vide crée le compactage du renfort.
La dépression créée à l’intérieur du système est de -0.95 bar. Autour du montage, règne naturellement la pression atmosphérique.
Avant d’infuser, un test d’étanchéité a été effectué. Le but de ce test est de s’assurer qu’il n’y avait pas de fuite (non détectable à l’oreille) dans le montage. En effet, après avoir tiré le vide, le système a été laissé ainsi pendant quelques minutes afin de laisser le manomètre se stabiliser à la valeur de 0.95 bar. Nous avons ensuite arrêté la pompe à vide. Quelques heures après, aucune chute de pression n’était observée. Ceci veut tout simplement dire que le système était étanche et qu’il ne fuyait pas. L’infusion peut maintenant prendre place.
Le dispositif après infusion est montré sur la figure 2.3. Des joints d’étanchéité ont été mis au niveau de tous les raccords pour bloquer au maximum toute arrivée d’air. La résine rentre dans le système par le biais des perforations réalisées dans le moule et l’excès de résine ressort via l’évent.
Nous avons laissé les composites polymériser pendant 24h avant de les démouler, afin d’être sûr qu’ils soient bien solidifiés.