WO2018234687A1 - Tooling and method for impregnating an axisymmetric fibrous preform - Google Patents

Tooling and method for impregnating an axisymmetric fibrous preform Download PDF

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WO2018234687A1
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membrane
resin
flanges
impregnation
chamber
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Erwan CAMUS
Edu RUIZ
François TROCHU
Bruno Dambrine
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Safran Aircraft Engines
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    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7504—Turbines

Definitions

  • the present invention relates to the production of revolution parts made of composite material.
  • a field of application of the invention is more particularly the production of parts of structural composite material, that is to say pieces of structure with fiber reinforcement densified by a matrix.
  • the composite materials make it possible to produce parts having a lower overall mass than these same parts when they are made of metallic material.
  • FIGS. 1 and 2 A conventional method for obtaining revolution parts made of composite material, such as an aircraft engine fan casing, is described in FIGS. 1 and 2.
  • a fiber preform 30 is formed by winding a texture fibrous strip form on a mold 51 of injection molding tooling 50. Counter-molds 52 are used to close the mold 51.
  • a resin 60 is injected into a mold. the preform 30. More precisely and as illustrated in FIG. 2, the resin 60 is injected into the fiber preform 30 via injection ports 511 present on the lower flange 510 of the mold 51, exit ports 513 being present on the upper flange 512.
  • the preform 30 is, therefore, impregnated in its section from its lower flange and up to its upper flange.
  • the exit ports 513 are closed and a consolidation pressure is applied via the injection ports 511.
  • This consolidation pressure makes it possible to complete the impregnation of the preform. In some cases, this consolidation pressure is necessary in order to avoid a phenomenon of steaming resin components that can lead to the formation of porosities in the final part.
  • this impregnation technique requires controlling the rate of impregnation of the fiber preform, that is to say the rate of injection of the resin into the tool to prevent the formation of porosity flow . Indeed, if the resin gels prematurely in one of the injection ports, the consolidation pressure is no longer applied at this port because the consolidation pressure is applied only at the injection ports. In this case, porosities of chemical origin can then be formed.
  • the object of the present invention is to overcome the abovementioned disadvantages and to propose a solution that makes it possible to impregnate fibrous preforms of revolution without the risk of forming porosities.
  • the invention provides a process for impregnating a fiber preform with a resin comprising:
  • the impregnation tool comprising a mold having a mandrel extending in width following a axial direction between a first and second annular flanges extending above the mandrel in a radial direction, the first and second flanges and the mandrel defining the molding surface on which the fibrous texture is wound,
  • an impermeable and deformable membrane opposite the exposed face of the fiber preform, the membrane having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface, the membrane extending in the axial direction between the ends free of the first and second flanges, the space defined between the molding surface and the membrane corresponding to an impregnation chamber,
  • the preform By using an impermeable and deformable membrane and a compaction chamber, it is possible to limit the speed of the resin front during impregnation of the fiber preform and thus to limit the flow porosity.
  • the resin being first injected into an impregnation chamber before being pushed into the fiber preform during the injection of the compaction fluid, the preform is impregnated in its thickness and no longer in its section as in prior art described above. This further reduces the appearance of the porosity of flow.
  • a vacuum is applied in the compaction chamber.
  • This depression makes it possible to ensure that a space is present between the membrane and the preform before the injection of the resin.
  • it is spread preferentially in the free space and not in the preform which has a lower permeability vis-à-vis the free space.
  • the pressure of the incompressible compaction fluid applied to the impermeable and deformable membrane is adjusted to a determined value. Thanks to the use of a flexible and deformable membrane, the pressure is hydrostatically applied to the entire fiber preform. Thus, even if locally a portion of the resin gels prematurely, the resin nearby is still under pressure thanks to the membrane, which prevents the appearance of porosities of chemical origin.
  • the fibrous texture is obtained by three-dimensional weaving or multilayer weaving.
  • the yarns of the preform may be formed of fibers consisting of one or more of the following materials: carbon, silicon carbide, glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of several of these materials.
  • the resin may be chosen from at least one of the following resins: epoxy resin, carbon precursor resin and silicon carbide precursor resin.
  • the invention also relates to an impregnation tool for a fibrous preform, the tool comprising:
  • a mold having a mandrel extending in width in an axial direction between a first and second annular flanges extending above the mandrel in a radial direction, the first and second flanges each having a free end extending beyond above the outer surface of the mandrel in the radial direction, the first and second flanges and the mandrel defining a molding surface on which a fiber preform is to be shaped by winding,
  • an impermeable and deformable membrane having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface, the membrane extending in the axial direction between the free ends of the first and second flanges, the space defined between the molding surface and the membrane corresponding to an impregnation chamber,
  • each angular sector having on its radial-direction inner face a complementary shape of the molding surface with in the axial direction first and second flanges holding the membrane in contact with the ends; free of the first and second flanges, the space defined between the inner face of the angular sectors and the membrane corresponding to a compaction chamber,
  • the first flange or the second flange comprising at least one resin injection port opening into the impregnation chamber
  • At least one angular sector comprising a port for injecting a compaction fluid opening into the compaction chamber.
  • FIG. 1 is a diagrammatic perspective view of an impregnation tool according to the prior art
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the tool of FIG. 1 along the plane II indicated in FIG. 1;
  • FIG. 3 is an exploded perspective schematic of an impregnation tool according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the tool of FIG. 3 once closed
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of the tool of FIG. 4 along the plane V indicated in FIG. 1;
  • FIG. 6A is a schematic perspective view showing the formation of a fibrous preform on the mold of the impregnation tool of FIG. 3;
  • FIG. 6B is a diagrammatic perspective view showing the introduction of a flexible and deformable membrane in the impregnation tool of FIG. 3 and the closure of the tooling;
  • FIG. 6C is a schematic perspective view showing the tool of FIG. 6B once closed
  • FIGS. 7A to 7D are schematic sectional views of the tool of FIG. 6C along the plane VII indicated in FIG. 6C showing steps of a process for impregnating a fibrous preform according to an embodiment of the invention
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a part obtained with a method according to the invention.
  • FIGs 3 to 5 show an injection or impregnation tool 100 according to one embodiment of the invention.
  • the impregnation tool 100 comprises a mold 110 consisting of a mandrel or drum 111 extending in width in an axial direction DA between a first and second annular flanges 112 and 113 integral with the mandrel 111 and extending above of it following a radial direction DR.
  • the first and second flanges 112 and 113 each respectively comprise a free end 1123, 1133 extending above the outer surface 111a of the mandrel 111 in the radial direction DR.
  • the injection tool 100 also comprises an impervious and deformable membrane 120 having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface 114.
  • the membrane 120 is preformed but must have sufficient flexibility to be able to be put in place in the mold. injection equipment.
  • the membrane 120 may be made for example of silicone
  • the membrane 120 extends over the entire circumference of the mold 110 and in the axial direction between the free ends 1123 and 1133 of the first and second flanges 112 and 113 against which it is held once the mold 110 closed as explained below in detail.
  • the space delimited between the molding surface 114 and the face 120b of the membrane 120 facing the surface 114 forms an impregnation chamber 130 in which a fiber preform is disposed to be injected.
  • the impregnation tool 100 further comprises a plurality of angular sectors 140 forming counter-molds.
  • Each angular sector 140 has on its inner face 140a in the radial direction DR a shape complementary to the molding surface 114 with, in the axial direction DA, first and second flanges 141 and 142 holding the membrane 120 in sealing contact with the free ends 1120 and 1130 respectively of the first and second flanges 112 and 113, a sealed contact being also established between the membrane 120 and the first and second flanges 141 and 142.
  • the space defined between the inner face 140a of the angular sectors 140 and the 120a face of the membrane 120 opposite the face 140a corresponding to a compaction chamber 150.
  • the first flange 112 comprises a plurality of injection ports 1120 uniformly distributed in the circumferential direction of the tooling 100. Each injection port 1120 opens in the impregnation chamber 130.
  • the injection ports 1120 are used to inject a resin into the impregnation chamber when it contains a fibrous preform to be impregnated.
  • the second flange 113 may comprise a plurality of discharge ports 1130 in communication with the impregnation chamber 130 to facilitate the injection of the resin into the impregnation chamber by evacuating the air present in the impregnation chamber .
  • the injection ports may be placed on the second flange 113 while the discharge ports are placed on the first flange 112 when they are used.
  • the first or the second flange may comprise only one injection port.
  • each angular sector 140 comprises injection ports 1400 opening into the compaction chamber 150.
  • the injection ports 1400 are used to inject a compaction fluid into the compaction chamber 150 as described below.
  • the angular sectors 140 may further comprise discharge ports 1401 for facilitating the introduction of the compaction fluid into the compaction chamber 150 by evacuating the air present in said chamber.
  • only one or a portion of the angular sectors comprise one or more injection ports and possibly one or more discharge ports.
  • FIG. 6A A method of impregnating a resin in a fiber preform according to one embodiment of the invention is now described. As illustrated in FIG. 6A, the process starts by winding a fibrous texture 200 on the molding surface 114 of the mold 110 of the impregnation tool 100 so as to form a fibrous preform of revolution 300 (FIG. 6B). ). Once the preform 300 thus formed, the impermeable and deformable membrane 120 is wound around the mold 110 facing the exposed face 300a of the fiber preform 300 ( Figure 6B). The membrane 120 has a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface 114.
  • the membrane 120 extends in the axial direction DA between the free ends 1123 and 1133 respectively of the first and second flanges 112 and 113 free, the space defined between the molding surface 114 and the membrane 112 defining the impregnation chamber 130.
  • the mold 110 is then closed by the plurality of angular sectors 140 which form counter-molds (FIGS. 6B, 6C and 7A).
  • the angular sectors 140 are fixed by means of screws 1411 which pass through orifices 1410 and 1420 present respectively on the flanges 141 and 142 of the angular sectors 140, the screws being tightened in threads 1122 and 1132 made respectively in the flanges 112 and 113 ( Figure 3).
  • Fixing the angular sectors on the flanges 112 and 113 makes it possible to maintain the edges 121 and 122 of the membrane 120 in sealing contact with both the flanges of the angular sectors 140 and the radial edges 121 and 1131 respectively of the flanges 112 and 113.
  • the space delimited between the internal face 140a of the angular sectors 140 and the face 120a of the membrane 120 opposite the face 140a defines the compaction chamber 150.
  • a resin 10 is injected into the impregnation chamber 130 between the exposed face 300a of the fiber preform and the face 120b of the membrane 120 facing the preform 300 via the ports.
  • injection 1120 Figure 7B
  • a vacuum may be previously applied in the compaction chamber 150, for example by connecting a vacuum pump to the injection ports 1400 and the ports evacuation 1401 ( Figure 7A). This depression makes it possible to ensure that a space is present between the membrane and the preform before the injection of the resin.
  • a vacuum may be previously applied in the compaction chamber 150, for example by connecting a vacuum pump to the injection ports 1400 and the ports evacuation 1401 ( Figure 7A).
  • This depression makes it possible to ensure that a space is present between the membrane and the preform before the injection of the resin.
  • it is spread preferentially in the free space and not in the preform which has a lower permeability vis-à-vis the free space.
  • the quantity of resin 10 introduced into the impregnation chamber 130 is determined as a function of the volume of the preform 300 to be impregnated.
  • the injection ports 1120 and the discharge ports 1130 are closed.
  • An incompressible compaction fluid 20 is then introduced into the compaction chamber 150 via the injection ports 1400 present on the angular sectors 1401 (FIG. 7C).
  • the discharge ports 1401 are opened at first to allow the expulsion of the air repelled by the compaction fluid 20, and then are closed in a second time to allow the pressurization of the compaction fluid.
  • the injection of the incompressible compaction fluid 20 into the compaction chamber 20 has the effect of pushing the membrane 120 towards the fibrous preform 300 in directions indicated by the arrows shown in FIGS. 7C and 7D and forcing the resin 10 to penetrate in the preform 300.
  • the membrane 120 pushes the resin into the free space of the impregnation chamber 130 and into the preform as well. illustrated in Figures 7C and 7D.
  • the incompressible compaction fluid applies a consolidation pressure to the membrane 120 which is also applied to the resin.
  • the pressure is applied hydrostatically on the entire fiber preform.
  • the consolidation pressure of the incompressible compaction fluid applied to the impermeable and deformable membrane is adjusted to a determined value which may be between 1 and 20 bar.
  • a fibrous preform impregnated with a matrix precursor is then obtained.
  • the transformation of the precursor into an organic matrix is carried out by heat treatment, generally by heating the mold, after removal of the optional solvent and crosslinking of the polymer, the preform being always maintained in the mold having a shape corresponding to that of the piece to realize.
  • the organic matrix may in particular be obtained from epoxy resins, such as, for example, the high performance epoxy resin, or liquid precursors of carbon or ceramic matrices.
  • liquid carbon precursors may be relatively high coke resin, such as resins. phenolics, whereas liquid precursors of ceramics, in particular of SiC, may be polycarbosilane (PCS) or polytitanocarbosilane (PTCS) or polysilazane (PSZ) type resins.
  • PCS polycarbosilane
  • PTCS polytitanocarbosilane
  • PSZ polysilazane
  • a piece 400 is obtained as illustrated in FIG. 8. Release of the part 400 is facilitated by the differential expansion between the metal mold 110, for example made of steel, and the composite part 400. On cooling, the piece 400 is detached from the mold 110. The latter, in several parts (not shown in the figures), is then open.
  • the mold 110 may be generally in two ring parts which each have a flange 112 or 113 and which separate axially at the opening. Alternatively, the mold 110 may have flanges which are separated from the central body carrying its fixing brackets, the flanges then being separated from the body. Finally, the piece 400 is cut away to remove the excess resin and the chamfers are machined to obtain a housing.
  • the fibrous texture 200 is obtained by three-dimensional weaving or multilayer weaving carried out in a known manner by means of a jacquard weaving loom on which a bundle of warp yarns or strands has been arranged in a plurality of layers, the warp yarns being linked by weft threads.
  • the multilayer weave is an "interlock" weave.
  • "Interlock” weaving is here understood to mean a weave in which each layer of weft threads binds several layers of warp yarns with all the threads of the same weft column having the same movement in the plane of the weave.
  • Other known types of multilayer weaving may be used, such as those described in document WO 2006/136755, the content of which is incorporated herein by reference.
  • the yarns used to weave the fibrous texture 200 intended to form the fiber preform 300 and, consequently, the fibrous reinforcement of the piece 400 made of composite material may in particular be formed of fibers consisting of one of the following materials: carbon, silicon carbide , glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of several of these materials.

Abstract

A method for impregnating a fibrous preform (300) with a resin comprises: • - Winding a fibrous texture (200) onto a moulding surface (114) of an impregnation tool so as to form an axisymmetric fibrous preform (300), • - positioning an impermeable and deformable membrane (120) so that it faces the exposed face (300a) of the fibrous preform (300), the membrane exhibiting an axisymmetric shape corresponding to the shape of the moulding surface (114) of the impregnation tool, the space delimited between the moulding surface (114) and the membrane (120) corresponding to an impregnation chamber, • - closing the mould using a plurality of angular segments (140) forming counter-moulds, the space delimited between the internal face (140a) of the angular segments (140) and the membrane (120) corresponding to a consolidation chamber (150), • - injecting a resin (10) into the impregnation chamber, • - injecting an incompressible consolidation fluid (20) into the consolidation chamber (150), the consolidation fluid applying pressure to the membrane (120) to force the resin (10) to impregnate the fibrous preform (300). An impregnation tool is also disclosed.

Description

Outillage et procédé d'imprégnation d'une préforme fibreuse de révolution  Tooling and method for impregnating a fibrous preform of revolution
Arrière-plan de l'invention Background of the invention
La présente invention concerne la réalisation de pièces de révolution en matériau composite.  The present invention relates to the production of revolution parts made of composite material.
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 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.  A field of application of the invention is more particularly the production of parts of structural composite material, that is to say pieces of structure with fiber reinforcement densified by a matrix. The composite materials make it possible to produce parts having a lower overall mass than these same parts when they are made of metallic material.
Un procédé usuel d'obtention de pièces de révolution en matériau composite, telles qu'un carter de soufflante de moteur aéronautique est décrit sur les figures 1 et 2. Sur la figure 1, une préforme fibreuse 30 est formée par enroulement d'une texture fibreuse sous forme de bande sur un moule 51 d'un outillage moulage par injection 50. Des contres-moules 52 sont utilisés pour fermer le moule 51. Une fois l'outillage de moulage par injection 50 ainsi fermé, on injecte une résine 60 dans la préforme 30. Plus précisément et comme illustrée sur la figure 2, la résine 60 est injectée dans la préforme fibreuse 30 par des ports d'injection 511 présents sur le flasque inférieur 510 du moule 51, des ports de sortie 513 étant présents sur le flasque supérieur 512. La préforme 30 est, par conséquent, imprégnée dans sa section à partir de sa bride inférieure et jusqu'à sa bride supérieure. En fin d'injection de résine, les ports de sortie 513 sont fermés et une pression de consolidation est appliquée par l'intermédiaire des ports d'injection 511. Cette pression de consolidation permet de compléter l'imprégnation de la préforme. Dans certains cas, cette pression de consolidation est nécessaire afin d'éviter un phénomène de mise en vapeur de composants de la résine qui peuvent conduire à la formation de porosités dans la pièce finale.  A conventional method for obtaining revolution parts made of composite material, such as an aircraft engine fan casing, is described in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, a fiber preform 30 is formed by winding a texture fibrous strip form on a mold 51 of injection molding tooling 50. Counter-molds 52 are used to close the mold 51. Once the injection mold tooling 50 thus closed, a resin 60 is injected into a mold. the preform 30. More precisely and as illustrated in FIG. 2, the resin 60 is injected into the fiber preform 30 via injection ports 511 present on the lower flange 510 of the mold 51, exit ports 513 being present on the upper flange 512. The preform 30 is, therefore, impregnated in its section from its lower flange and up to its upper flange. At the end of the resin injection, the exit ports 513 are closed and a consolidation pressure is applied via the injection ports 511. This consolidation pressure makes it possible to complete the impregnation of the preform. In some cases, this consolidation pressure is necessary in order to avoid a phenomenon of steaming resin components that can lead to the formation of porosities in the final part.
Cependant, cette technique d'imprégnation nécessite de maîtriser la vitesse d'imprégnation de la préforme fibreuse, c'est-à-dire le débit d'injection de la résine dans l'outillage afin d'éviter la formation de porosités d'écoulement. En effet, si la résine se gélifie prématurément dans un des ports d'injection, la pression de consolidation n'est plus appliquée au niveau de ce port car la pression de consolidation n'est appliquée qu'au niveau des ports d'injection. Dans ce cas, des porosités d'origine chimique peuvent alors se former. However, this impregnation technique requires controlling the rate of impregnation of the fiber preform, that is to say the rate of injection of the resin into the tool to prevent the formation of porosity flow . Indeed, if the resin gels prematurely in one of the injection ports, the consolidation pressure is no longer applied at this port because the consolidation pressure is applied only at the injection ports. In this case, porosities of chemical origin can then be formed.
Objet et résumé de l'invention Object and summary of the 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 révolution sans risque de formation de porosités.  The object of the present invention is to overcome the abovementioned disadvantages and to propose a solution that makes it possible to impregnate fibrous preforms of revolution without the risk of forming porosities.
A cet effet, l'invention propose un procédé d'imprégnation d'une préforme fibreuse avec une résine comprenant :  For this purpose, the invention provides a process for impregnating a fiber preform with a resin comprising:
- l'enroulement d'une texture fibreuse sur une surface de moulage d'un outillage d'imprégnation de manière à former une préforme fibreuse de révolution, l'outillage d'imprégnation comprenant un moule comportant un mandrin s'étendant en largeur suivant une direction axiale entre un premier et deuxième flasques annulaire s'étendant au-dessus du mandrin suivant une direction radiale, les premier et deuxième flasques et le mandrin définissant la surface de moulage sur laquelle la texture fibreuse est enroulée,  - The winding of a fibrous texture on a molding surface of an impregnation tool so as to form a fibrous preform of revolution, the impregnation tool comprising a mold having a mandrel extending in width following a axial direction between a first and second annular flanges extending above the mandrel in a radial direction, the first and second flanges and the mandrel defining the molding surface on which the fibrous texture is wound,
- le placement d'une membrane imperméable et déformable en regard de la face exposée de la préforme fibreuse, la membrane présentant une forme de révolution correspondant à la forme de la surface de moulage, la membrane s'étendant dans la direction axiale entre des extrémités libres des premier et deuxième flasques, l'espace délimité entre la surface de moulage et la membrane correspondant à une chambre d'imprégnation,  the placement of an impermeable and deformable membrane opposite the exposed face of the fiber preform, the membrane having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface, the membrane extending in the axial direction between the ends free of the first and second flanges, the space defined between the molding surface and the membrane corresponding to an impregnation chamber,
- la fermeture du moule par une pluralité de secteurs angulaires formant contre-moules, les secteurs angulaires étant placés en vis-à-vis de la face exposée de la membrane, chaque secteur angulaire présentant sur sa face interne dans la direction radiale une forme complémentaire de la surface de moulage avec dans la direction axiale une première et une deuxième brides maintenant la membrane en contact avec les extrémités libres des premier et deuxième flasques, l'espace délimité entre la face interne des secteurs angulaires et la membrane correspondant à une chambre de compaction,  - The closure of the mold by a plurality of angular sectors forming counter-molds, the angular sectors being placed vis-à-vis the exposed face of the membrane, each angular sector having on its inner face in the radial direction a complementary shape of the molding surface with in the axial direction first and second flanges holding the membrane in contact with the free ends of the first and second flanges, the space defined between the inner face of the angular sectors and the membrane corresponding to a chamber of compaction
- l'injection d'une résine dans la chambre d'imprégnation, - l'injection d'un fluide incompressible 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. the injection of a resin into the impregnation chamber, - The injection of an incompressible compaction fluid in the compaction chamber, the compaction fluid exerting pressure on the membrane to force the resin to impregnate the fiber preform.
En utilisant une membrane imperméable et déformable ainsi qu'une chambre de compaction, il est possible de limiter la vitesse du front de résine lors de l'imprégnation de la préforme fibreuse et de limiter ainsi les porosités d'écoulement. En outre, la résine étant d'abord injectée dans une chambre d'imprégnation 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 comme dans l'art antérieur décrit ci-avant. Cela permet de réduire encore l'apparition des porosités d'écoulement.  By using an impermeable and deformable membrane and a compaction chamber, it is possible to limit the speed of the resin front during impregnation of the fiber preform and thus to limit the flow porosity. In addition, the resin being first injected into an impregnation chamber before being pushed into the fiber preform during the injection of the compaction fluid, the preform is impregnated in its thickness and no longer in its section as in prior art described above. This further reduces the appearance of the porosity of flow.
Selon un premier 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.  According to a first particular aspect of the method of the invention, before the injection of the resin into the impregnation chamber, a vacuum is applied in the compaction chamber.
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.  This depression makes it possible to ensure that a space is present between the membrane and the preform before the injection of the resin. Thus, during the injection of the resin, it is spread preferentially in the free space and not in the preform which has a lower permeability vis-à-vis the free space.
Selon un deuxième aspect particulier du procédé de l'invention, la pression du fluide incompressible de compaction appliquée sur la membrane imperméable et déformable est ajustée à une valeur déterminée. Grâce à l'utilisation d'une membrane souple et déformable, la pression est appliquée de manière hydrostatique sur toute la préforme fibreuse. Ainsi, même si localement une partie de la résine gélifie prématurément, la résine à proximité reste toujours sous pression grâce à la membrane, ce qui permet d'éviter l'apparition des porosités d'origine chimique.  According to a second particular aspect of the method of the invention, the pressure of the incompressible compaction fluid applied to the impermeable and deformable membrane is adjusted to a determined value. Thanks to the use of a flexible and deformable membrane, the pressure is hydrostatically applied to the entire fiber preform. Thus, even if locally a portion of the resin gels prematurely, the resin nearby is still under pressure thanks to the membrane, which prevents the appearance of porosities of chemical origin.
Selon un troisième aspect particulier du procédé de l'invention, la texture fibreuse est obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche.  According to a third particular aspect of the process of the invention, the fibrous texture is obtained by three-dimensional weaving or multilayer weaving.
Les fils de la préforme peuvent être 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. La résine peut être choisie parmi au moins une des résines suivantes : résine époxyde, résine précurseur de carbone et résine précurseur de carbure de silicium. The yarns of the preform may be formed of fibers consisting of one or more of the following materials: carbon, silicon carbide, glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of several of these materials. The resin may be chosen from at least one of the following resins: epoxy resin, carbon precursor resin and silicon carbide precursor resin.
L'invention a également pour objet un outillage d'imprégnation pour une préforme fibreuse, l'outillage comprenant :  The invention also relates to an impregnation tool for a fibrous preform, the tool comprising:
- un moule comportant un mandrin s'étendant en largeur suivant une direction axiale entre un premier et deuxième flasques annulaires s'étendant au-dessus du mandrin suivant une direction radiale, les premier et deuxième flasques comportant chacun une extrémité libre s'étendant au-dessus de la surface externe du mandrin dans la direction radiale, les premier et deuxième flasques et le mandrin définissant une surface de moulage sur laquelle une préforme fibreuse est destinée à être mise en forme par enroulement,  a mold having a mandrel extending in width in an axial direction between a first and second annular flanges extending above the mandrel in a radial direction, the first and second flanges each having a free end extending beyond above the outer surface of the mandrel in the radial direction, the first and second flanges and the mandrel defining a molding surface on which a fiber preform is to be shaped by winding,
- une membrane imperméable et déformable présentant une forme de révolution correspondant à la forme de la surface de moulage, la membrane s'étendant dans la direction axiale entre les extrémités libres des premier et deuxième flasques, l'espace délimité entre la surface de moulage et la membrane correspondant à une chambre d'imprégnation,  an impermeable and deformable membrane having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface, the membrane extending in the axial direction between the free ends of the first and second flanges, the space defined between the molding surface and the membrane corresponding to an impregnation chamber,
- une pluralité de secteurs angulaires formant contre-moules, chaque secteur angulaire présentant sur sa face interne dans la direction radiale une forme complémentaire de la surface de moulage avec dans la direction axiale une première et une deuxième brides maintenant la membrane en contact avec les extrémités libres des premier et deuxième flasques, l'espace délimité entre la face interne des secteurs angulaires et la membrane correspondant à une chambre de compaction,  a plurality of counter-mold angular sectors, each angular sector having on its radial-direction inner face a complementary shape of the molding surface with in the axial direction first and second flanges holding the membrane in contact with the ends; free of the first and second flanges, the space defined between the inner face of the angular sectors and the membrane corresponding to a compaction chamber,
- le premier flasque ou le deuxième flasque comprenant au moins un port d'injection de résine débouchant dans la chambre d'imprégnation,  the first flange or the second flange comprising at least one resin injection port opening into the impregnation chamber,
- au moins un secteur angulaire comprenant un port d'injection d'un fluide de compaction débouchant dans la chambre de compaction.  at least one angular sector comprising a port for injecting a compaction fluid opening into the compaction chamber.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
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 : Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings, in which:
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un outillage d'imprégnation selon l'art antérieur,  FIG. 1 is a diagrammatic perspective view of an impregnation tool according to the prior art,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe de l'outillage de la figure 1 selon le plan II indiqué sur la figure 1,  FIG. 2 is a schematic sectional view of the tool of FIG. 1 along the plane II indicated in FIG. 1;
- la figure 3 est une schématique en perspective éclatée d'un outillage d'imprégnation conformément à un mode de réalisation de l'invention,  FIG. 3 is an exploded perspective schematic of an impregnation tool according to one embodiment of the invention,
- la figure 4 est une vue schématique en perspective de l'outillage de la figure 3 une fois fermé,  FIG. 4 is a schematic perspective view of the tool of FIG. 3 once closed,
- la figure 5 est une vue schématique en coupe de l'outillage de la figure 4 selon le plan V indiqué sur la figure 1,  FIG. 5 is a schematic sectional view of the tool of FIG. 4 along the plane V indicated in FIG. 1;
- la figure 6A est une vue schématique en perspective montrant la formation d'une préforme fibreuse sur le moule de l'outillage d'imprégnation de la figure 3,  FIG. 6A is a schematic perspective view showing the formation of a fibrous preform on the mold of the impregnation tool of FIG. 3;
- la figure 6B est une vue schématique en perspective montrant la mise en place d'une membrane souple et déformable dans l'outillage d'imprégnation de la figure 3 et la fermeture de l'outillage,  FIG. 6B is a diagrammatic perspective view showing the introduction of a flexible and deformable membrane in the impregnation tool of FIG. 3 and the closure of the tooling;
- la figure 6C est une vue schématique en perspective montrant l'outillage de la figure 6B une fois fermé,  FIG. 6C is a schematic perspective view showing the tool of FIG. 6B once closed,
- les figures 7A à 7D sont des vues schématiques en coupe de l'outillage de la figure 6C selon le plan VII indiqué sur la figure 6C montrant des étapes d'un procédé d'imprégnation d'une préforme fibreuse conformément à un mode de réalisation de l'invention,  FIGS. 7A to 7D are schematic sectional views of the tool of FIG. 6C along the plane VII indicated in FIG. 6C showing steps of a process for impregnating a fibrous preform according to an embodiment of the invention,
- la figure 8 est une vue schématique en perspective d'une pièce obtenue avec un procédé conforme à l'invention.  - Figure 8 is a schematic perspective view of a part obtained with a method according to the invention.
Description détaillée de modes de réalisation Detailed description of embodiments
Les figures 3 à 5 représentent un outillage d'injection ou d'imprégnation 100 conformément à un mode de réalisation de l'invention. L'outillage d'imprégnation 100 comprend un moule 110 constitué d'un mandrin ou tambour 111 s'étendant en largeur suivant une direction axiale DA entre un premier et deuxième flasques annulaires 112 et 113 solidaires du mandrin 111 et s'étendant au-dessus de celui-ci suivant une direction radiale DR. Les premier et deuxième flasques 112 et 113 comportent chacun respectivement une extrémité libre 1123, 1133 s'étendant au-dessus de la surface externe 111a du mandrin 111 dans la direction radiale DR. Les faces 112a et 113a en regard l'une de l'autre des flasques 112 et 113 et la surface externe 111a du mandrin 111 définissent ensemble une surface de moulage 114 sur laquelle une préforme fibreuse est destinée à être mise en forme par enroulement comme expliqué ci- après. Figures 3 to 5 show an injection or impregnation tool 100 according to one embodiment of the invention. The impregnation tool 100 comprises a mold 110 consisting of a mandrel or drum 111 extending in width in an axial direction DA between a first and second annular flanges 112 and 113 integral with the mandrel 111 and extending above of it following a radial direction DR. The first and second flanges 112 and 113 each respectively comprise a free end 1123, 1133 extending above the outer surface 111a of the mandrel 111 in the radial direction DR. The faces 112a and 113a facing each other of the flanges 112 and 113 and the outer surface 111a of the mandrel 111 together define a molding surface 114 on which a fiber preform is intended to be shaped by winding as explained hereinafter.
L'outillage d'injection 100 comprend également une membrane imperméable et déformable 120 présentant une forme de révolution correspondant à la forme de la surface de moulage 114. La membrane 120 est préformée mais doit présenter une souplesse suffisante pour pouvoir être mise en place dans l'outillage d'injection. La membrane 120 peut être réalisée par exemple en silicone La membrane 120 s'étend sur toute la circonférence du moule 110 et dans la direction axiale entre les extrémités libres 1123 et 1133 des premier et deuxième flasques 112 et 113 contre lesquelles elle est maintenu une fois le moule 110 fermé comme expliqué ci-après en détails. L'espace délimité entre la surface de moulage 114 et la face 120b de la membrane 120 en regard de la surface 114 forme une chambre d'imprégnation 130 dans laquelle est disposée une préforme fibreuse à injecter.  The injection tool 100 also comprises an impervious and deformable membrane 120 having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface 114. The membrane 120 is preformed but must have sufficient flexibility to be able to be put in place in the mold. injection equipment. The membrane 120 may be made for example of silicone The membrane 120 extends over the entire circumference of the mold 110 and in the axial direction between the free ends 1123 and 1133 of the first and second flanges 112 and 113 against which it is held once the mold 110 closed as explained below in detail. The space delimited between the molding surface 114 and the face 120b of the membrane 120 facing the surface 114 forms an impregnation chamber 130 in which a fiber preform is disposed to be injected.
L'outillage d'imprégnation 100 comprend en outre une pluralité de secteurs angulaires 140 formant des contre-moules. Chaque secteur angulaire 140 présente sur sa face interne 140a dans la direction radiale DR une forme complémentaire de la surface de moulage 114 avec, dans la direction axiale DA, une première et une deuxième brides 141 et 142 maintenant la membrane 120 en contact étanche avec les extrémités libres 1120 et 1130 respectivement des premier et deuxième flasques 112 et 113, un contact étanche étant également établi entre la membrane 120 et les première et deuxième brides 141 et 142. L'espace délimité entre la face interne 140a des secteurs angulaires 140 et la face 120a de la membrane 120 en regard de la face 140a correspondant à une chambre de compaction 150.  The impregnation tool 100 further comprises a plurality of angular sectors 140 forming counter-molds. Each angular sector 140 has on its inner face 140a in the radial direction DR a shape complementary to the molding surface 114 with, in the axial direction DA, first and second flanges 141 and 142 holding the membrane 120 in sealing contact with the free ends 1120 and 1130 respectively of the first and second flanges 112 and 113, a sealed contact being also established between the membrane 120 and the first and second flanges 141 and 142. The space defined between the inner face 140a of the angular sectors 140 and the 120a face of the membrane 120 opposite the face 140a corresponding to a compaction chamber 150.
Dans l'exemple décrit ici, le premier flasque 112 comprend une pluralité de ports d'injection 1120 répartis uniformément dans la direction circonférentielle de l'outillage 100. Chaque port d'injection 1120 débouche dans la chambre d'imprégnation 130. Les ports d'injection 1120 sont utilisés pour injecter une résine dans la chambre d'imprégnation lorsqu'elle contient une préforme fibreuse à imprégner. Le deuxième flasque 113 peut comprendre une pluralité de ports d'évacuation 1130 en communication avec la chambre d'imprégnation 130 permettant de faciliter l'injection de la résine dans la chambre d'imprégnation en évacuant l'air présent dans la chambre d'imprégnation. Selon une variante de réalisation, les ports d'injection peuvent être placés sur le deuxième flasque 113 tandis que les ports d'évacuation sont placés sur le premier flasque 112 lorsqu'ils sont utilisés. Selon une autre variante, le premier ou le deuxième flasque peut ne comprendre qu'un seul port d'injection. In the example described here, the first flange 112 comprises a plurality of injection ports 1120 uniformly distributed in the circumferential direction of the tooling 100. Each injection port 1120 opens in the impregnation chamber 130. The injection ports 1120 are used to inject a resin into the impregnation chamber when it contains a fibrous preform to be impregnated. The second flange 113 may comprise a plurality of discharge ports 1130 in communication with the impregnation chamber 130 to facilitate the injection of the resin into the impregnation chamber by evacuating the air present in the impregnation chamber . According to an alternative embodiment, the injection ports may be placed on the second flange 113 while the discharge ports are placed on the first flange 112 when they are used. According to another variant, the first or the second flange may comprise only one injection port.
Dans l'exemple décrit ici, chaque secteur angulaire 140 comprend des ports d'injection 1400 débouchant dans la chambre de compaction 150. Les ports d'injection 1400 sont utilisés pour injecter un fluide compaction dans la chambre de compaction 150 comme décrit ci- après en détails. Les secteurs angulaires 140 peuvent comprendre en outre des ports d'évacuation 1401 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, un ou une partie seulement des secteurs angulaires comprennent un ou plusieurs ports d'injection et éventuellement un ou plusieurs ports d'évacuation.  In the example described here, each angular sector 140 comprises injection ports 1400 opening into the compaction chamber 150. The injection ports 1400 are used to inject a compaction fluid into the compaction chamber 150 as described below. in detail. The angular sectors 140 may further comprise discharge ports 1401 for facilitating the introduction of the compaction fluid into the compaction chamber 150 by evacuating the air present in said chamber. According to an alternative embodiment, only one or a portion of the angular sectors comprise one or more injection ports and possibly one or more discharge ports.
On décrit maintenant un procédé d'imprégnation d'une résine dans une préforme fibreuse conformément à un mode de réalisation de l'invention. Comme illustré sur la figure 6A, le procédé débute par l'enroulement d'une texture fibreuse 200 sur la surface de moulage 114 du moule 110 de l'outillage d'imprégnation 100 de manière à former une préforme fibreuse de révolution 300 (figure 6B). Une fois la préforme 300 ainsi formée, la membrane imperméable et déformable 120 est enroulée autour du moule 110 en regard de la face exposée 300a de la préforme fibreuse 300 (figure 6B). La membrane 120 présente une forme de révolution correspondant à la forme de la surface de moulage 114. La membrane 120 s'étend dans la direction axiale DA entre les extrémités libres 1123 et 1133 respectivement des premier et deuxième flasques 112 et 113 libres, l'espace délimité entre la surface de moulage 114 et la membrane 112 définissant la chambre d'imprégnation 130. Le moule 110 est ensuite fermé par la pluralité de secteurs angulaires 140 qui forment des contre-moules (figures 6B, 6C et 7A). Dans l'exemple décrit ici, les secteurs angulaires 140 sont fixés au moyen de vis 1411 qui traversent des orifices 1410 et 1420 présents respectivement sur les brides 141 et 142 des secteurs angulaires 140, les vis étant serrées dans des taraudages 1122 et 1132 réalisés respectivement dans les flasques 112 et 113 (figure 3). La fixation des secteurs angulaires sur les flasques 112 et 113 permet de maintenir les bords 121 et 122 de la membrane 120 en contact étanche à la fois avec les brides des secteurs angulaires 140 et les bords radiaux 121 et 1131 respectivement des flasques 112 et 113. L'espace délimité entre la face interne 140a des secteurs angulaires 140 et la face 120a de la membrane 120 en regard de la face 140a définit la chambre de compaction 150. A method of impregnating a resin in a fiber preform according to one embodiment of the invention is now described. As illustrated in FIG. 6A, the process starts by winding a fibrous texture 200 on the molding surface 114 of the mold 110 of the impregnation tool 100 so as to form a fibrous preform of revolution 300 (FIG. 6B). ). Once the preform 300 thus formed, the impermeable and deformable membrane 120 is wound around the mold 110 facing the exposed face 300a of the fiber preform 300 (Figure 6B). The membrane 120 has a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface 114. The membrane 120 extends in the axial direction DA between the free ends 1123 and 1133 respectively of the first and second flanges 112 and 113 free, the space defined between the molding surface 114 and the membrane 112 defining the impregnation chamber 130. The mold 110 is then closed by the plurality of angular sectors 140 which form counter-molds (FIGS. 6B, 6C and 7A). In the example described here, the angular sectors 140 are fixed by means of screws 1411 which pass through orifices 1410 and 1420 present respectively on the flanges 141 and 142 of the angular sectors 140, the screws being tightened in threads 1122 and 1132 made respectively in the flanges 112 and 113 (Figure 3). Fixing the angular sectors on the flanges 112 and 113 makes it possible to maintain the edges 121 and 122 of the membrane 120 in sealing contact with both the flanges of the angular sectors 140 and the radial edges 121 and 1131 respectively of the flanges 112 and 113. The space delimited between the internal face 140a of the angular sectors 140 and the face 120a of the membrane 120 opposite the face 140a defines the compaction chamber 150.
Une fois le moule 110 fermé par les secteurs angulaires 140, une résine 10 est injectée dans la chambre d'imprégnation 130 entre la face exposée 300a de la préforme fibreuse et la face 120b de la membrane 120 en regard de la préforme 300 via les ports d'injection 1120 (figure 7B). De manière optionnelle, avant l'injection de la résine dans la chambre d'imprégnation 130, une dépression peut être préalablement appliquée dans la chambre de compaction 150, par exemple en reliant une pompe à vide aux ports d'injection 1400 et aux ports d'évacuation 1401 (figure 7A). 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.  Once the mold 110 is closed by the angular sectors 140, a resin 10 is injected into the impregnation chamber 130 between the exposed face 300a of the fiber preform and the face 120b of the membrane 120 facing the preform 300 via the ports. injection 1120 (Figure 7B). Optionally, prior to the injection of the resin into the impregnation chamber 130, a vacuum may be previously applied in the compaction chamber 150, for example by connecting a vacuum pump to the injection ports 1400 and the ports evacuation 1401 (Figure 7A). This depression makes it possible to ensure that a space is present between the membrane and the preform before the injection of the resin. Thus, during the injection of the resin, it is spread preferentially in the free space and not in the preform which has a lower permeability vis-à-vis the free space.
La quantité de résine 10 introduite dans la chambre d'imprégnation 130 est déterminée en fonction du volume de la préforme 300 à imprégner. Lorsque la quantité déterminée de résine 10 a été injectée dans la chambre d'imprégnation 130, les ports d'injection 1120 et les ports d'évacuation 1130 sont fermés. Un fluide incompressible de compaction 20 est alors introduit dans la chambre de compaction 150 via les ports d'injection 1400 présents sur les secteurs angulaires 1401 (figure 7C). Les ports d'évacuation 1401 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. The quantity of resin 10 introduced into the impregnation chamber 130 is determined as a function of the volume of the preform 300 to be impregnated. When the determined quantity of resin 10 has been injected into the impregnation chamber 130, the injection ports 1120 and the discharge ports 1130 are closed. An incompressible compaction fluid 20 is then introduced into the compaction chamber 150 via the injection ports 1400 present on the angular sectors 1401 (FIG. 7C). The discharge ports 1401 are opened at first to allow the expulsion of the air repelled by the compaction fluid 20, and then are closed in a second time to allow the pressurization of the compaction fluid.
L'injection du fluide incompressible de compaction 20 dans la chambre de compaction 20 a pour effet de repousser la membrane 120 vers la préforme fibreuse 300 dans des directions indiquées par les flèches représentées sur les figures 7C et 7D et de forcer la résine 10 à pénétrer dans la préforme 300. 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 7C et 7D.  The injection of the incompressible compaction fluid 20 into the compaction chamber 20 has the effect of pushing the membrane 120 towards the fibrous preform 300 in directions indicated by the arrows shown in FIGS. 7C and 7D and forcing the resin 10 to penetrate in the preform 300. As the compaction fluid is injected into the compaction chamber 150, the membrane 120 pushes the resin into the free space of the impregnation chamber 130 and into the preform as well. illustrated in Figures 7C and 7D.
En fin d'injection, le fluide incompressible de compaction applique une pression de consolidation sur la membrane 120 qui est également appliquée sur la résine. La pression est donc appliquée de manière hydrostatique sur toute la préforme fibreuse. Ainsi, même si localement une partie de la résine gélifie prématurément, la résine à proximité reste toujours sous pression grâce à la membrane, ce qui permet d'éviter l'apparition des porosités d'origine chimique. La pression de consolidation du fluide incompressible de compaction appliquée sur la membrane imperméable et déformable est ajustée à une valeur déterminée qui peut être comprise entre 1 et 20 bars.  At the end of the injection, the incompressible compaction fluid applies a consolidation pressure to the membrane 120 which is also applied to the resin. The pressure is applied hydrostatically on the entire fiber preform. Thus, even if locally a portion of the resin gels prematurely, the resin nearby is still under pressure thanks to the membrane, which prevents the appearance of porosities of chemical origin. The consolidation pressure of the incompressible compaction fluid applied to the impermeable and deformable membrane is adjusted to a determined value which may be between 1 and 20 bar.
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 du moule, après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère, la préforme étant toujours maintenue dans le moule ayant une forme correspondant à celle de la pièce à réaliser. 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.  A fibrous preform impregnated with a matrix precursor is then obtained. The transformation of the precursor into an organic matrix, namely its polymerization, is carried out by heat treatment, generally by heating the mold, after removal of the optional solvent and crosslinking of the polymer, the preform being always maintained in the mold having a shape corresponding to that of the piece to realize. The organic matrix may in particular be obtained from epoxy resins, such as, for example, the high performance epoxy resin, or liquid precursors of carbon or ceramic matrices.
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). In the case of the formation of a carbon or ceramic matrix, the heat treatment consists in pyrolyzing the organic precursor to transform the organic matrix into a carbon or ceramic matrix according to the precursor used and the pyrolysis conditions. By way of example, liquid carbon precursors may be relatively high coke resin, such as resins. phenolics, whereas liquid precursors of ceramics, in particular of SiC, may be polycarbosilane (PCS) or polytitanocarbosilane (PTCS) or polysilazane (PSZ) type resins.
Après la polymérisation, on obtient une pièce 400 telle qu'illustrée sur la figure 8. Le démoulage de la pièce 400 est facilitée par la dilatation différentielle entre le moule 110 métallique, par exemple en acier, et la pièce 400 en composite. Au refroidissement, la pièce 400 se décolle du moule 110. Ce dernier, en plusieurs parties (non représentées sur les figures), est alors ouvert. Le moule 110 peut être globalement en deux parties d'anneau qui ont chacune un flasque 112 ou 113 et qui se séparent axialement à l'ouverture. En variante, le moule 110 peut avoir des flasques qui sont séparés du corps central portant ses supports de fixation, les flasques étant alors séparés du corps. Au final, la pièce 400 est détourée pour enlever l'excès de résine et les chanfreins sont usinés pour obtenir un carter.  After the polymerization, a piece 400 is obtained as illustrated in FIG. 8. Release of the part 400 is facilitated by the differential expansion between the metal mold 110, for example made of steel, and the composite part 400. On cooling, the piece 400 is detached from the mold 110. The latter, in several parts (not shown in the figures), is then open. The mold 110 may be generally in two ring parts which each have a flange 112 or 113 and which separate axially at the opening. Alternatively, the mold 110 may have flanges which are separated from the central body carrying its fixing brackets, the flanges then being separated from the body. Finally, the piece 400 is cut away to remove the excess resin and the chamfers are machined to obtain a housing.
La texture fibreuse 200 est obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche réalisé de façon connue 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. Dans l'exemple décrit ci-avant, le tissage multicouche est un tissage à armure "interlock". Par tissage "interlock", on entend ici une armure de tissage dans laquelle chaque couche de fils de trame lie plusieurs couches de fils de chaîne avec tous les fils d'une même colonne de trame ayant le même mouvement dans le plan de l'armure. D'autres types de tissage multicouche connus pourront être utilisés, comme notamment ceux décrits dans le document WO 2006/136755 dont le contenu est incorporé ici par voie de référence.  The fibrous texture 200 is obtained by three-dimensional weaving or multilayer weaving carried out in a known manner by means of a jacquard weaving loom on which a bundle of warp yarns or strands has been arranged in a plurality of layers, the warp yarns being linked by weft threads. In the example described above, the multilayer weave is an "interlock" weave. "Interlock" weaving is here understood to mean a weave in which each layer of weft threads binds several layers of warp yarns with all the threads of the same weft column having the same movement in the plane of the weave. . Other known types of multilayer weaving may be used, such as those described in document WO 2006/136755, the content of which is incorporated herein by reference.
Les fils utilisés pour tisser la texture fibreuse 200 destinée à former la préforme fibreuse 300 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 d'un mélange de plusieurs de ces matériaux.  The yarns used to weave the fibrous texture 200 intended to form the fiber preform 300 and, consequently, the fibrous reinforcement of the piece 400 made of composite material may in particular be formed of fibers consisting of one of the following materials: carbon, silicon carbide , glass, alumina, mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of several of these materials.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'imprégnation d'une préforme fibreuse (300) avec une résine comprenant : A method of impregnating a fibrous preform (300) with a resin comprising:
- l'enroulement d'une texture fibreuse (200) sur une surface de moulage (114) d'un outillage d'imprégnation (100) de manière à former une préforme fibreuse de révolution (300), l'outillage d'imprégnation comprenant un moule (110) comportant un mandrin (111) s'étendant en largeur suivant une direction axiale (DA) entre un premier et deuxième flasques annulaire (112, 113) s'étendant au-dessus du mandrin (111) suivant une direction radiale (DR), les premier et deuxième flasques (112, 113) et le mandrin (114) définissant la surface de moulage (114) sur laquelle la texture fibreuse (200) est enroulée,  - winding a fibrous texture (200) on a molding surface (114) of an impregnation tool (100) so as to form a fibrous preform of revolution (300), the impregnation tool comprising a mold (110) having a mandrel (111) extending widthwise in an axial direction (DA) between a first and second annular flange (112, 113) extending above the mandrel (111) in a radial direction (DR), the first and second flanges (112, 113) and the mandrel (114) defining the molding surface (114) on which the fibrous texture (200) is wound,
- le placement d'une membrane imperméable et déformable (120) en regard de la face exposée (300a) de la préforme fibreuse (300), la membrane présentant une forme de révolution correspondant à la forme de la surface de moulage (114), la membrane (120) s'étendant dans la direction axiale (DA) entre des extrémités libres des premier et deuxième flasques, l'espace délimité entre la surface de moulage (114) et la membrane (120) correspondant à une chambre d'imprégnation (130),  placing an impermeable and deformable membrane (120) facing the exposed face (300a) of the fibrous preform (300), the membrane having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface (114), the membrane (120) extending in the axial direction (DA) between free ends of the first and second flanges, the space defined between the molding surface (114) and the membrane (120) corresponding to an impregnation chamber (130)
- la fermeture du moule par une pluralité de secteurs angulaires (140) formant contre-moules, les secteurs angulaires étant placés en vis-à-vis de la face exposée (120a) de la membrane (120), chaque secteur angulaire présentant sur sa face interne (140a) dans la direction radiale (DR) une forme complémentaire de la surface de moulage (114) avec dans la direction axiale (DA) une première et une deuxième brides (141, 142) maintenant la membrane en contact avec les extrémités libres des premier et deuxième flasques (112, 113), l'espace délimité entre la face interne (140a) des secteurs angulaires (140) et la membrane (120) correspondant à une chambre de compaction (150),  the closing of the mold by a plurality of angular sectors (140) forming counter-molds, the angular sectors being placed opposite the exposed face (120a) of the membrane (120), each angular sector having on its inner face (140a) in the radial direction (DR) a shape complementary to the molding surface (114) with in the axial direction (DA) first and second flanges (141, 142) holding the membrane in contact with the ends free of the first and second flanges (112, 113), the space defined between the inner face (140a) of the angular sectors (140) and the membrane (120) corresponding to a compaction chamber (150),
- l'injection d'une résine (10) dans la chambre d'imprégnation the injection of a resin (10) into the impregnation chamber
(130), (130)
- l'injection d'un fluide incompressible de compaction (20) dans la chambre de compaction (150), le fluide de compaction exerçant une pression sur la membrane (120) pour forcer la résine (10) à imprégner la préforme fibreuse (300). injecting an incompressible compaction fluid into the compaction chamber (150), the compaction fluid exerting pressure on the membrane (120) to force the resin (10) to impregnate the fibrous preform (300); ).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, avant l'injection de la résine (10) dans la chambre d'imprégnation (130), une dépression est appliquée dans la chambre de compaction (150). 2. The method of claim 1, wherein before injection of the resin (10) into the impregnation chamber (130), a vacuum is applied in the compaction chamber (150).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, la pression du fluide incompressible de compaction (20) appliquée sur la membrane imperméable et déformable (120) est ajustée à une valeur déterminée. The method of claim 1 or 2, wherein the pressure of the incompressible compaction fluid (20) applied to the impermeable and deformable membrane (120) is adjusted to a determined value.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la texture fibreuse (200) est obtenue par tissage tridimensionnel ou multicouche. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les fils de la préforme fibreuse (300) 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. 4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibrous texture (200) is obtained by three-dimensional weaving or multilayer. 5. A method according to any one of claims 1 to 4, wherein the son of the fiber preform (300) are formed of fibers consisting of one or more of the following materials: carbon, silicon carbide, glass, alumina , mullite, aluminosilicate, borosilicate, or a mixture of several of these materials.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 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. 6. Method according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin (10) is selected from at least one of the following resins: epoxy resin, carbon precursor resin and silicon carbide precursor resin.
7. Outillage d'imprégnation (100) pour une préforme fibreuse (300), l'outillage comprenant : 7. Impregnation tooling (100) for a fibrous preform (300), the tool comprising:
- un moule (110) comportant un mandrin (111) s'étendant en largeur suivant une direction axiale (DA) entre un premier et deuxième flasques annulaires (112, 113) s'étendant au-dessus du mandrin suivant une direction radiale (DR), les premier et deuxième flasques comportant chacun une extrémité libre s'étendant au-dessus de la surface externe (111a) du mandrin (111) dans la direction radiale, les premier et deuxième flasques (112, 113) et le mandrin (111) définissant une surface de moulage (114) sur laquelle une préforme fibreuse (300) est destinée à être mise en forme par enroulement, - une membrane imperméable et déformable (120) présentant une forme de révolution correspondant à la forme de la surface de moulage (114), la membrane s'étendant dans la direction axiale (DA) entre les extrémités libres des premier et deuxième flasques (112, 113), l'espace délimité entre la surface de moulage (114) et la membrane (120) correspondant à une chambre d'imprégnation (130), a mold (110) having a mandrel (111) extending in width in an axial direction (DA) between a first and second annular flanges (112, 113) extending above the mandrel in a radial direction (DR ), the first and second flanges each having a free end extending above the outer surface (111a) of the mandrel (111) in the radial direction, the first and second flanges (112, 113) and the mandrel (111). ) defining a molding surface (114) on which a fiber preform (300) is to be shaped by winding, an impermeable and deformable membrane (120) having a shape of revolution corresponding to the shape of the molding surface (114), the membrane extending in the axial direction (DA) between the free ends of the first and second flanges (112); , 113), the space defined between the molding surface (114) and the membrane (120) corresponding to an impregnation chamber (130),
- une pluralité de secteurs angulaires (140) formant contre- moules, chaque secteur angulaire (140) présentant sur sa face interne (140a) dans la direction radiale une forme complémentaire de la surface de moulage (114) avec dans la direction axiale (DA) une première et une deuxième brides (141, 142) maintenant la membrane (120) en contact avec les extrémités libres des premier et deuxième flasques (112, 113), l'espace délimité entre la face interne (140a) des secteurs angulaires (140) et la membrane (120) correspondant à une chambre de compaction (150),  a plurality of angular sectors (140) forming counter molds, each angular sector (140) having on its inner face (140a) in the radial direction a complementary shape of the molding surface (114) with in the axial direction (DA ) a first and a second flange (141, 142) holding the membrane (120) in contact with the free ends of the first and second flanges (112, 113), the space defined between the inner face (140a) of the angular sectors ( 140) and the membrane (120) corresponding to a compaction chamber (150),
- le premier flasque (112) ou le deuxième flasque (113) comprenant au moins un port d'injection (1120) de résine débouchant dans la chambre d'imprégnation (130),  the first flange (112) or the second flange (113) comprising at least one resin injection port (1120) opening into the impregnation chamber (130),
- au moins un secteur angulaire (140) comprenant un port d'injection (1400) d'un fluide de compaction débouchant dans la chambre de compaction (150).  - At least one angular sector (140) comprising an injection port (1400) of a compaction fluid opening into the compaction chamber (150).
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