FR2511399A1 - Procede et installation pour fabriquer des objets avec des fibres de renforcement courtes et orientees ou des melanges de fibres - Google Patents

Procede et installation pour fabriquer des objets avec des fibres de renforcement courtes et orientees ou des melanges de fibres Download PDF

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FR2511399A1
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FR8213971A
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Inventor
Herbert Merz
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MTU Aero Engines GmbH
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21JFIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J7/00Manufacture of hollow articles from fibre suspensions or papier-mâché by deposition of fibres in or on a wire-net mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION POUR FABRIQUER DES OBJETS A PARTIR DE FIBRES DE RENFORCEMENT COURTES ET ORIENTEES 10 OU DES MELANGES DE TELLES FIBRES, SELON LESQUELS ON MET EN SUSPENSION 22, 24 LES FIBRES DE RENFORCEMENT 9 DANS UN FLUIDE DE SUSPENSION ET, APRES LE PARCOURS D'UN TRAJET D'ORIENTATION 6, ON LES DEPOSE A L'ETAT ORIENTE SUR UN SUPPORT DE FILTRATION EN FILTRANT LA SUSPENSION, PUIS ENFIN, ON RECUPERE LE GATEAU DE FIBRES FILTREES 7. LE PROBLEME RESOLU CONSISTE A OBTENIR DES OBJETS DE RESISTANCE MECANIQUE ELEVEE AVEC UNE SURFACE DE MOULAGE SANS DEFAUTS, MEME SI ELLE EST DE FORME COMPLEXE. LE PROCEDE EST CARACTERISE EN CE QU'ON AGENCE LE SUPPORT DE FILTRATION EN TANT QUE FILTRE DE MOULAGE 1 AVEC UNE PAROI DE MOULAGE NEGATIVE CORRESPONDANT A UNE ZONE DE FORME COMPLEXE DE L'OBJET A MOULER. L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT A LA FABRICATION DE ROUES POUR COMPRESSEURS DE TYPE RADIAL ET TURBOMACHINES.

Description

Z 511399
"Procédé et installation pour fabriquer des objets avec des fibres de renforcement courtes et orientées ou des mélanges
de fibres".
L'invention a pour objet un procédé et une installation pour fabriquer des objets avec des fibres de renforcement courtes et orientées ou des mélanges de fibres, dans lequel on met en suspension les fibres de renforcement dans une suspension et, après le parcours d'un trajet d'orientation, on les dépose à l'état orienté sur un support de filtration en filtrant la
suspension et on traite le gâteau de fibres filtré.
On connait des procédés pour fabriquer des ébauches de moulage, appelées feutres de fibres, à partir de fibres de renforcement discontinues ("courtes") Pour cela, on met en suspension ces fibres courtes dans un fluide approprié, par
exemple la glycérine, et après le parcours d'un trajet d'orien-
tation agissant par voie hydrodynamique ou autre, on les dépose
à l'état orienté sur un support de filtration plan ou cylindrique.
La suspension est alors aspirée et elle est éliminée par lavage lorsque l'épaisseur de feutre voulue est atteinte Le feutre de fibres plan qui reste est ensuite imprégné de façon connue avec des résines de matrice appropriées et façonnées en produits bruts plans, appelés produits préimprégnés, ou comprimées pour former des éléments de construction (procédé ERDE; voir Kelly, A Proc. Roy Soc, A 319 ( 1970) 95, Cooper, G A, Review of Physics in Technology, 2 ( 2)( 1971)49; Dingle, L E, Conf Carbon Fibres, 1974, London, MBB Vakuum Trommel Filter Verfahren (procédé MBB filtrage à tambour sous vide); voir DE-PS 2 163 799 et
Richter, H Kunstoffe 67 ( 1977) 12, page 739).
On connaît, en outre, des procédés pour traiter des fibres discontinues non orientées par aspiration sur un moule filtrant et obtenir une ébauche de moulage, qui est ensuite comprimée de façon connue après avoir ajouté une matrice en résine ou un liant (par exemple procédé Vacumat (Industrie GFK)
ou procédé pour cartons à oeufs (industrie papetière).
En outre, on connaît également des procédés dans lesquels
11399
-2- des corps tubulaires sont imprégnés avec une matrice en résine appropriée par mise en place d'un faisceau d'armatures sèches et action de la force centrifuge, ces corps tubulaires étant
compactés et durcis par centrifugation constante.
Les procédés mentionnés en premier lieu (procédé ERDE, procédé MBB) ont pour inconvénient qu'avec des formes compliquées (telles que par exemple, celles des aubes de compresseurs ou de turbines "agrandies", des nervures importantes, des brides et éléments similaires ou des fortes variations de section),
1 'orientation des fibres souhaitée est détruite par les dépla-
cements et les ruptures de la structure du feutre de fibres lors de l'écoulement sous-pression Il en résulte des discontinuités et des zones défectueuses qui affaiblissent précisément les
régions fortement sollicitées de l'élément de construction.
Dans les procédés mentionnés en deuxième lieu (par exemple dans le procédé Vacumat), on ne peut produire que des corps en matière fibreuse composite non orientée, qui ne sont pas
suffisamment résistants pour les éléments fortement chargés.
Dans les procédés mentionnés en dernier lieu pour la fabrication de corps tubulaires armés en utilisant la force centrifuge, on peut bien, par contre, fabriquer des éléments de résistance élevée, mais seulement avec des surfaces extérieures relativement lisses, car la mise en place et le façonnage de volumes suffisants de fibres de renforcement dans les sections de moule profondes, souvent étroites, éventuellement croisées,
ne sont pas possibles ou ne le sont que de façon insuffisante.
Il en résulte également des zones défectueuses (par
exemple enrichissement en matrice) -
En se basant sur l'état de la technique mentionné précé-
demment, l'invention a pour but de créer, de façon simple, un procédé et une installation pour fabriquer des objets avec des fibres de renforcement ou des mélanges de fibres du type indiqué dans le préambule, les objets ayant une résistance mécanique élevée, ne présentant pratiquement pas de zones défectueuses et notamment une surface de moulage impeccable, même si cette -3-
surface est de forme complexe.
L'invention concerne à cet effet, un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'on constitue le support de filtration en tant que filtre de moulage avec une paroi de moulage négative correspondant à une zone de forme complexe
de l'objet à mouler.
On fait notamment tourner autour de son axe, pendant l'opération de dépôt des fibres de renforcement orientées, le filtre de moulage qui présente essentiellement une forme de
révolution.
Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le filtre de moulage, déplaçable dans l'espace, peut être maintenu en mouvement défini d'oscillation et/ou de translation, par rapport au trajet d'orientation des fibres de renforcement
amenées à l'état orienté, pendant l'opération de dépôt.
En outre, au moins le domaine de sortie du trajet d'orientation déplaçable dans l'espace peut être maintenu en mouvement défini d'oscillation et/ou de translation pendant
l'opération de dépôt Le filtre de moulage et le trajet d'orien-
tation peuvent ainsi être réglés exactement suivant toute disposition voulue l'un par rapport à l'autre dans l'espace avant et pendant une opération de dépôt et, le cas échéant, être maintenus en position de réglage En conséquence, la position réglée peut être adaptée à chaque contour voulu de
l'élément moulé On peut, par exemple, adapter le dépôt angu-
laire des fibres, dans un domaine-angulaire le plus étendu possible en coopération avec un filtre de moulage tournant à une vitesse de rotation variable Etant donné que l'orientation des fibres a lieu-le plus souvent dans un écoulement laminaire provoqué par la pesanteur, le trajet d'orientation est légèremen incliné sur l'horizontale dans le domaine de sortie Cet angle d'inclinaison reste, de préférence, inchangé On peut fabriquer des corps spatiaux sensiblement de révolution avec une surface de moulage compliquée, de manière telle que même les nervures ou bossages profonds ou compliqués soient remplis avec des
-511399
-4- couches de fibres orientées avec une construction optimisée et reproductible de façon commandée en ce qui concerne la teneur en fibres, l'angle des fibres, l'épaisseur de couche suivant l'angle des fibres et la continuité des raccordements de la couche à la surface de moulage voisine Les nervures, les raccords de brides, les sections épaissies et les éléments similaires peuvent être réalisés en passant plusieurs fois de façon sélective dans un trajet d'orientation présentant une ou plusieurs sorties, les raccords de couche s'adaptant de façon continue aux surfaces voisines par recouvrement croissant On obtient ainsi une structure de résistance uniforme On réalise les couches inclinées par couplage approprié d'un mouvement de translation d'un trajet d'orientation et d'un mouvement de rotation intermittent ou constant du filtre de moulage Dans le cas spécial de la fabrication d'un disque, on peut aussi obtenir
des couches angulaires presque à volonté ou des angles correspon-
dant à des fibres principalement tangentielles ou radiales.
Un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'in" vention est caractérisé en ce qu'on introduit les fibres de renforcement orientées du trajet d'orientation dans le filtre
de moulage non plan, ayant sensiblement une forme de révolution.
On peut ainsi mouler des formes extérieures de contour compliqué,
par exemple la forme extérieure d'une coquille ou d'un cène-
(Fig 3) %
Pour le moulage des formes intérieures, on envoie judi-
cieusement les fibres d'armature orientées du trajet d'orienta-
tion de l'extérieur sur le filtre de moulage non plan, ayant
essentiellement une forme de révolution (Fig 4).
On peut notamment, pendant une opération de dépôt, envoyer
aussi au filtre de moulage, une matière en fibres non orientées.
L'amenée a lieu de façon continue ou par intermittence et est -
assurée judicieusement par centrifugation de matière en fibres non orientées, pour obtenir ainsi un meilleur entrelacement
dans l'espace ou un meilleur ancrage des couches déposées.
Après une opération de dépôt, on élimine judicieusement -5- par lavage la suspension et/ou on compacte la masse de fibres déposée, notamment en utilisant la force centrifuge, si le filtre de moulage est centrifugé conjointement avec la masse de fibres déposée et/ou en utilisant une force de compression linéaire si le filtre de moulage est soumis à une compression avec la masse de fibres déposée La pression de compression et la pression de centrifugation permettent également le moulage de formes antagonistes plus simples, notamment d'objets à parois minces et accroissent la valeur de la teneur en fibres sans
nuire à l'angle de pose de la structure.
Par modification de procédés connus, on peut aussi, conformément à l'invention, effectuer la mise en suspension dans une résine ne durcissant pas, de préférence, à la température ambiante On supprime alors les opérations "élimination par lavage" et "séchage du filtrat" ainsi que toute souillure et endommagement du corps à feutres de fibres qui pourraient alors se produire La résine de mise en suspension aspirée est alors
renvoyée dans le circuit par des moyens appropriés.
Une installation pour la mise en application du procédé conforme à l'invention comporte une installation de dépôt avec un filtre de moulage contenant sous forme négative la surface compliquée de l'élément moulé Le filtre de moulage est réalisé en une matière filtrante appropriée en un ou Plusieurs éléments
avec ou sans garniture d'appui.
Pour le filtre de moulage, on peut envisager judicieuse -
ment presque toutes les matières moulables poreuses présentant la résistance mécanique et la résistance chimique requises, par exemple les corps frittés à partir de poudre métallique, les mélanges de silicates ou de silicates et d'argile ("filtres de Succion "), le carbone poreux ou le graphite ainsi que les matières plastiques ou les céramiques liées par matières plastiques. Le filtre de moulage est, de préférence, muni d'un masque séparateur poreux pour que l'on puisse retirer plus facilement les corps en fibres enrobés, éventuellement collants Le filtre de moulage est, par exemple, recouvert par un masque poreux, incorporé ou distinct agissant comme un organe séparateur, par exemple en polytétrafluoréthylène en fritte, pour obtenir
l'effet souhaité.
Un autre mode de réalisation approprié de filtre de moulage consiste à préfabriquer sur un modèle positif poreux, de façon connue (par exemple suivant le procédé Vacumat), un filtre à feutre mince non orienté ou à monter un filtre texturé, ce filtre convenant pour devenir un élément constituant intégré
de la surface du corps de fibres qui sera obtenu ultérieurement.
Avec un choix approprié, il peut remplir la fonction d'une couche de protection de surface ou d'une couche de surface fine (par exemple avec un feutre dit à fibres verr-carbone) Pour renforcer temporairement ce filtre à feutre de fibres dans le but de le rendre plus facile à manier, il peut être traité avec
un liant ou une résine compatibles avec les résines utilisées.
Un mode de réalisation judicieux de l'installation conforme à l'invention est caractérisé en ce que le filtre de moulage est monté dans ou sur un pot de centrifugation, pouvant être entraîné à une vitesse de rotation variable Le pot de
centrifugation est entralné par intermittence ou de façon con-
tinue Si le filtre de moulage est monté dans le pot de
centrifugation, on peut mouler jvdicieusement des formes exté-
rieures de contour compliqué Si le filtre de moulage est monté sur le pot ou à l'extérieur ou encore disposé dans un autre corps tournant de forme judicieuse, on peut mouler favorablement
des formes intérieures.
L'aspiration pour établir le vide de filtration et pour la suspension est effectuée, suivant un mode de réalisation judicieux de l'invention, au moyen d'une installation de dépôt comportant un récipient collecteur rendu étanche par rapport au
pot de centrifugation.
L'aspiration mentionnée précédemment peut aussi être effectuée au moyen d'un arbre creux tournant par une dérivation,
du fluide de la suspension, connue en soi.
L'installation de dépôt pour les fibres de renforcement -7- orientées est judicieusement commandée pour pivoter et/ou se
déplacer et elle est réglable par rapport au trajet d'orienta-
tion, pour obtenir par exemple une adaptation la plus parallèle et la plus-précise possible du trajet d'orientation ou de ses têtes à buses au contour de l'élément moulé considéré. Dans le même but, en plus de l'adaptation de l'angle de dépôt des fibres, le trajet d'orientation peut aussi, suivant un autre mode de réalisation avantageux, être déplacé de façon
commandée et être réglé par rapport à l'installation de dépôt.
L'installation de dépôt peut comporter un dispositif de compression avec un piston de compression qui peut être poussé contre la masse de filtre déposée pour obtenir une plus grande consistance du mélange de fibres déposé sans détruire la structure Le piston comporte notamment un couvercle ou une coquille, de préférence divisée, adaptés à lasurface de moulage libre désirée, ces éléments étant assemblés solidairement avec le pot de centrifugation et comprimés, de sorte que la masse de fibres déformable peut aussi se mouler sous l'action de la
pression de compression sur des contours antagonistes simples.
Avec l'invention, on peut donc réaliser des éléments de construction complexes ou des ébauches de tels éléments avec des matières armées de fibres courtes, de manière que, par exemple, en utilisant une installation de préparation connue, on effectue une mise en suspension des fibres dans une susp
sion La suspension fibreuse est orientée dans un trajet d'orien-
tation,déposée de façon définit sur un filtre de moulage spécial, qui présente en négatif la surface compliquée de l'élément moulé Le corps à feutre terminé, le cas échéant compacté par centrifugation ou préc Gmpression est séparé du filtre de moulage transporté dans le moule de compression et durci dans ce moule avec imprégnation ou imprégné de résine dans le filtre de moulage et durci On obtient ainsi un corps dit préimprégné qui présente déjà une stabilité de forme améliorée, ce qui facilte la manipulation avant l'opération de compression et -8-
de durcissement.
Avec le procédé, conforme à l'invention et l'ins-
tallation correspondante, on peut aussi fabriquer des ébauches armées avec des fibres courtes ou non armées, ces ébauches étant réalisées avec une autre matrice, par exemple en verre et céramique ou en poudre métallique On peut aussi répartir
des mélanges de poudres de façon homogène ou de façon sélecti-
ve avec plusieurs buses La matrice pulvérulente est mise en suspension conjointement avec les fibres courtes, elle est conduite sur le trajet d'orientation et elle est déposée sur le filtre de moulage La matrice pulvérulente et les fibres orientées subsistent alors en tant que masse filtrée, la suspension étant aspirée, éliminée par centrifugation et/ou refoulée Dans ce cas également, on peut avantageusement ajouter un additif à la suspension, cet additif étant compatible en tant que liant temporaire avec le procédé de traitement qui suit ou ne permettant même ce procédé que par sa présence (par exemple composants qui réagissent, auxiliaires de frittage, etc) De même, il est avantageux d'utiliser avec le procédé de fabrication qui suit des masques de filtres de moulage compatibles et qui sont, par exemple, décomposés sans résidus
et sans réaction pendant le frittage.
L'invention sera mieux comprise en regard de la
description ci-après et des dessins annexés représentant des
exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels La Fig 1 représente une installation de
préparation et de-dépôt fonctionnant suivant le procédé con-
forme à l'invention; La Fig 2 représente schématiquement une variante de l'installation de dépôt suivant la fig 1, cette installation étant prévue pour le dépôt de fibres de-ren-forcement, en vue de la fabrication d'un élément moulé suivant sa forme extérieure; La Fig 3 représente une autre installation de
11399
-9- dépôt pour la fabrication d'un élément moulé suivant sa forme extérieure; La Fig 4 représente une installation de dépôt pour la fabrication d'un élément conique moulé suivant sa forme intérieure; La Fig 5 représente, schématiquement différentes trajectoires de la sortie d'un trajet d'orientation pour la fabrication d'un élément moulé du type à nervures; La Fig 6 est une coupe de l'élément moulé de la Fig 5 effectuée suivant la ligne A-A;
La Fig 7 représente schématiquement la trajec-
toire d'un trajet d'orientation et d'un disque à fabriquer
avec un filtre de moulage tourné pas-à-pas; -
La Fig 8 est une vue schématique similaire à la Fig 7 et correspondant à la fabrication d'un disque avec dépôt des fibres en cercle; La Fig 9 est une vue similaire à la Fig 7 et à la Fig 8 et correspondant à la fabrication d'un disque, le trajet d'orientation étant soumis à un mouvement d'oscillations tandis que le filtre de moulage circulaire pour la fabrication du disque effectue un mouvement de rotation continu; La Fig 10 est une schématique similaire à la Fig 7 et représentant la trajectoire d'un trajet d'orientation
par rapport à un filtre de moulage circulaire tournant en conti-
nu pour la fabrication d'un disque.
La Fig 1 représente schématiquement une installation de mise en oeuvre d'un procédé pour la fabrication d'une roue
de compresseur radial.
L'installation est essentiellement constituée par un appareil de préparation 21, en soi connu, et par un appareil de dépôt conforme à l'invention 20 raccordée à l'appareil de
préparation L'appareil de préparation 21 comporte essentielle-
ment une cuve de stockage 22 pour mettre en suspension des fibres de renforcement 9 amenées à l'état non orienté en même temps qu'une suspension 11 Un agitateur R assure un mélange uniforme -10- des fibres et de la suspension L'installation comporte également un réservoir à niveau constant 24 avec un agitateur R, ce réservoir étant raccordé à la cuve de stockage 22 par l'intermédiaire d'un
système de pompage P et à l'installation de dépôt conforme à V'inven-
tion par l'intermédiaire d'un trajet d'orientation 6 Il est en
outre prévu un autre raccord allant à l'atmosphère 23 Un réser-
voir de filtrage et de dégazage 26 est prévu pour la suspension aspiré, ce réservoir étant relié à la cuve de stockage 22 par l'intermédiaire d'un système de pompage P et comportant un raccord
de vide 4 permettant d'aspirer le fluide de suspension de l'appa-
reil de dépôt 20.
L'appareil de dépôt 20 est essentiellement consti-
tué par un pot de centrifugation 2 à disposition sensiblement
verticale avec un axe de rotation vertical 5 et un filtre de mou-
lage 1 monté intérieurement à la partie supérieure du pot Le filtre de moulage 1 présente la forme extérieure d'une roue de
compresseur radial et est disposé par rapport au trajet d'orien-
tation 6 de manière que les quatre buses de sortie 8 de ce trajet
soient également espacées suivant le rayon de la roue de compres-
seur radial On peut ainsi amener des fibres de renforcement
orientées sur l'une des moitiés de l'élément moulé à réaliser.
Le pot de centrifugation 2 est disposé pour tourner de façon étanche dans une cuve collectrice sous vide 3 et il est entrainé en continu au moyen d'un moteur M à vitesse de rotation
réglée Les fibres de renforcement orientées 10 amenées à l'appa-
reil de dépôt 20 sont introduites suivant des cercles dans le filtre de moulage 1 (voir Fig 8), jusqu'à ce que l'ensemble du filtre de moulage 1 soit rempli avec un gateau filtré 7 Le fluide de suspension filtré à travers le filtre de moulage est aspiré par l'intermédiaire du raccord de vide 4 et de la cuve collectrice sous vide 3 L'effet de filtration est accentué par le mouvement de rotation du filtre de moulage 1 qui agit comme
une centrifugeuse intérieure Sous l'action de la force centri-
fuge développée en service sur le filtre de moulage 1, la matière des fibres de renforcement d'armature orientées est appliquée
1 1399
-11- de façon précise et avec une ferme consistance sur la paroi de moulage formée par le filtre de moulage 1, sans détruire la structure des fibres orientées Après le remplissage avec des fibres orientées 10 de la partie intérieure du filtre de moulage 1 suivant la Fig 1, la surface de moulage libre du filtre de
moulage 1 est pressée vers le bas par un dispositif de compres-
sion approprié (non représenté), de sorte qu'il ne subsiste aucune zone défectueuse dans le filtre de moulage 1 et que la matière moulée introduite présente une compacité élevée-dans son ensemble L'élément moulé brut ainsi réalisé est ensuite
traité de façon en soi connue.
La Fig 2 représente une variante de l'installation de
dépôt suivant la Fig 1 L'installation comporte un pot de centrifu-
gation 2 avec un filtre de moulage 1 suivant la Fig 1 et une ins-
tallation d'aspiration incorporée 4 (construction à arbre creux).
L'installation de dépôt est montéepour pivoter dans son ensemble autour d'un centre de rotation 91 qui correspond sensiblement
au centre de l'élément moulé à réaliser.
En variante à la forme de réalisation suivant la Fig 1, le trajet d'orientation 6 est également mobile dans l'espace et le domaine de sortie de ce trajet est réglable par rapport au
filtre de moulage 1 On peut ainsi disposer en position appro-
priée dans le filtre de moulage 1 les fibres orientées dans le
trajet d'orientation 6.
La Fig 3 représente un exemple du moulage d'une coquille conique en deux éléments avec des brides, des nervures
et des percages venus de moulage sur la surface extérieure (mou-
lage de forme extérieure) Dans ce cas également,l'ensemble de l'inl
tallation de dépôt est pivoté sensiblement en position horizon-
tale et le trajet d'orientation 6 est guidé de façon sensible-
ment horizontale vers l'intérieur dans l'élément moulé 1.
La Fig 4 représente un exemple du moulage d'une
coquille conique à nervures intérieures annulaires et longitu-
dinales au moyen d'un noyau filtrant "perdu" ou divisé Les noyaux Il sont constitués en une matière poreuse (par exemple -12-
sable et sel, plâtre, mousse de noyau soluble à pores ouverts).
Le filtre de moulage 1 est, par exemple, en toile filtrante mul-
tiple ou en feuille poreuse à base de métal fusible L'installation de dépôt suivant la Fig 4 correspond sensiblement à celle de la Fig 3 et convient notamment pour le moulage d'une forme inté- rieure avec un trajet d'orientation 6 arrivant de l'extérieur de façon sensiblement horizontale Une ou plusieurs buses de dépôt distinctes 6 a arrivant tangentiellement sur le filtre de moulage
1 peuvent alors remplir les nervures annulaires.
La Fig 5 est une vue en perspective des trajectoires d'une tête à buses disposée à la sortie d'un trajet-d'orientation
6 pour la fabrication d'un élément moulé de- construction nervu-
rée La première trajectoire 12 de la tête a buses correspond à un mouvement de translation dans la direction longitudinale de la nervure A ce mouvement se raccorde un second mouvement qui
correspond à une trajectoire d'oscillation 13 atteignant égale-
ment des régions latérales de l'élément moulé Il est clair qu'on peut ainsi réaliser également des nervures profondes avec une précision de moulage élevée (voir Fig 6) Cela a lieu par un dépôt orienté par couches avec des transitions continues entre
les couches dans une section nervurée ("liaison d'attache").
La Fig 7 représente la trajectoire du tronçon d'orien-
tation 6 se rapportant à un filtre de moulage circulaire pour la fabrication d'un disque La Fis 7 montre notamment le motif
des fibres de renforcement déposées lorsque le trajet d'orienta-
tion 6 et sa tête à buse sont pivotés comme un rayon autour du
centre de rotation 10, le moule du disque étant tourné pas à pas.
Les points O à 9 indiquent les positions relatives du centre de
rotation par rapport au disque.
La Fig 8 représente un autre motif de dépôt circulaire
de fibres pour la fabrication d'un disque Dans ce cas, le trajet-
d'orientation 6 est maintenu fixe et on fait tourner le disque et le filtre de moulage de façon continue dans le sens des
aiguilles d'une montre.
Le motif de trajectoire représenté sur la Fig 9 sert
-25 11399
-13- également à la fabrication d'un disque circulaire Les fibres de
renforcement dirigées sortant du trajet d'orientation sont dépo-
sées de façon sensiblement radiale au filtre de moulage avec une course oscillante H de la tête de dépôt du trajet d'orientation, le filtre de moulage et le disque tournant de façon continue. Avec une rotation pas à pas du filtre de moulage, le dépôt a
lieu exactement en direction radiale.
Le motif de fibres déposées représenté sur la Fig 10 assure une structure très résistante du disque à fabriquer Le motif est réalisé en faisant pivoter le trajet d'orientation 6
et sa tête à buse comme un rayon autour du centre de rotation DO.
Les points DO à D 12 indiquent les positions relatives des points de rebroussement O à 12 de la trajectoire sur le pourtour du disque. i 511399 -14-

Claims (11)

    REVENDICATIONS -1) Procédé pour fabriquer des objets à partir de fibres de renforcement courtes et orientées ( 10) ou des mélanges de telles fibres, selon lequel on met en suspension ( 22,24) les fibres de renforcement ( 9) dans un fluide de suspen- tion et, après le parcours d'un trajet d'orientation ( 16), on les dépose à l'état orienté sur un support de filtration en fil-, trant la suspension, puis enfin on récupère le gateau de fibres filtrées ( 7), caractérisé en ce qu'on agence le support de filtra- tion en tant que filtre de moulage ( 1) avec une paroi de moulage négative correspondant à une zone de forme complexe de l'objet à mouler. ) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que pendant l'opération de dépôt des fibres de ren- forcement orientées ( 10), on fait tourner autour de son axe de rotation ( 5), le filtre de moulage ( 1) qui présente essentiel- lement une forme de révolution. ) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications l et 2, caractérisé en ce que, pendant l'opération de dépôt, on maintient le filtre de moulage ( 1), qui est mobile dans l'espace, dans un mouvement défini d'oscillation et/ou de translation par rapport au trajet d'orientation ( 6) des fibres de renforcement ( 10) amenées à l'état orienté. ) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que, pendant l'opération de dépôt, on maintient dans un mouvement défini d'oscillation et/ou de translation au moins la zone de sortie du trajet d'orienta- tion ( 6) qui est mobile dans l'espace. ) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on introduit les fibres de renforcement orientées ( 10) du trajet d'orientation ( 6) à l'in- térieur du filtre de moulage ( 1) qui n'est pas plan et possède essentiellement une forme de révolution.
  1. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des reven-
    -15 Z 511399
    À-15- dications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on dirige les fibres de renforcement orientées ( 10) du trajet d'orientation ( 6) à partir de l'extérieur et sur le filtre de moulage ( 1) qui n'est pas plan
    et possède essentiellement une forme de révolution.
  2. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des
    revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pendant l'opération
    de dépôt, on envoie au filtre de moulage ( 1) une matière en
    fibres non orientées.
  3. 8 ) Procédé selon-l'une quelconque des
    revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, après l'opération
    de dépôt, on élimine par lavage accéléré la suspension ( 11)
    et/ou on effectue un compactage du gateau de fibres ( 7).
  4. 4 Q 90) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on centrifuge le filtre de moulage (l)
    conjointement avec le gateau de fibres déposé ( 7).
    ) Procédé selon l'une quelconque des
    revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'on soumet a une
    compression le filtre de moulage ( 1) avec le gateau de fibres
    déposé ( 7).
  5. 11 ) Procédé selon l'une quelconque des
    revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'on entoure extérieu-
    rement avec une coquille de moulage poreuse le corps revêtu,
    on le comprime et, ensuite, on le centrifuge -
  6. 12 ) Procédé selun l'une quelconque des
    revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on utilise en tant
    que fluide de suspension une résine ne durcissant pas à la tem-
    pérature ambiante, ou un mélange d'une telle résine et d'un solvant, qui soit compatible, sans lavage, avec le procédé de
    traitement ultérieur.
  7. 13 ) Procédé selon l'une quelconque des
    revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on préfabrique le
    filtre de moulage ( 1) à l'aide d'une matière filtrante en feutre
    ou un tissu de fibres.
  8. 14 ) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la matière filtrante en feutre ou le -16- tissu de fibres forment une partie constitutive faisant corps
    avec la pièce moulée obtenue ultérieurement -
    ) Procédé selon l'une quelconque des
    revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'on réalise par sus-
    pension une ébauche de moulage en verre, céramique ou poudre
    métallique, renforcée de fibres.
    ) Installation pour la mise en oeuvre
    d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15,
    caractérisée en ce qu'il est prévu une installation de dépôt ( 20) avec
    un filtre de moulage ( 1) qui offre en négatif la surface com-
    plexe de la pièce moulée.
    ) Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le filtre de moulage ( 1) est constitué
    en une matière poreuse moulable mécaniquement et chimiquement -
    résistante.
  9. 18 ) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 et 17, caractérisée en ce que le filtre
    de moulage"( 1) est muni d'un masque séparateur poreux.
    ) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le filtre
    de moulage ( 1) est un filtre en feutre mince non orienté.
    ) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le filtre de
    moulage est un filtre texture prémoulé en tissu fioreux fin.
    210) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 à 18, caractérisée en ce que le filtre
    de moulage ( 1) est constitué par une feuille métallique poreuse.
    220) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 à 21, caractérisée en ce que le filtre de
    moulage ( 1) est fixé dans ou sur un pot de centrifugation ( 2)
    pouvant être entraîné à une vitesse de rotation variable.
    230) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 à 21, caractériséeèen ce que le filtre de
    moulage ( 1) est introduit dans un autre corps de révolution de
    forme correspondante.
  10. 1 1399
    -17 240) Installation selon l'une quelconque des
    revendications 16 à 23, caractérisée en ce que l'appareil de
    dépôt ( 20) comporte une cuve collectrice rendue étanche ( 3) des-
    tinée à l'aspiration par le vide du fluide de suspension ( 11).
  11. 25 ) Installation selon l'une quelconque
    des revendications 16 à 23, caractérisée en ce que l'appareil de
    dépôt ( 20) est monté pivotant et/ou déplaçable en translation
    de façon commandée et est réglable par rapport au trajet d'orien-
    tation ( 6).
    260) Installation selon l'une quelconque des
    revendications 16 à 25, caractérisée en ce que le trajet d'orien-
    tation ( 6) est déplaçable en translation de façon commandée-et
    est réglable par rapport à l'installation de dépôt ( 20).
    270) Installation selon l'une quelconque des
    revendications 16 à 26, caractérisée en ce que l'appareil de
    dépôt ( 20) comporte un dispositif de compression avec un piston qui peut être appliqué contre le gateau de fibres déposées ( 7)
FR8213971A 1981-08-11 1982-08-11 Procede et installation pour fabriquer des objets avec des fibres de renforcement courtes et orientees ou des melanges de fibres Withdrawn FR2511399A1 (fr)

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GB2106029A (en) 1983-04-07
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