Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Pour évoquer les moules ou pièces à réaliser en sratification resine + renforts, ou pour une question relative aux applications des résines polyesters et des résines epoxy de stratification.
winnibus
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Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par winnibus »

Bonjour, n'ayant pas trouvé de sujet comparable je créé celui ci
S'il n'est pas dans la bonne catégorie je vous prie de bien vouloir me dire ou le mettre.

Pour la fabrication d'un longeron d'aile pour un ULM, j'étudie la possibilité de le réaliser en composite fibre de carbone/epoxy.
La pièce que je souhaite réaliser est assez basique puisqu'il s'agit d'un tube rectangulaire de 100 mm de haut par 40 mm de large.
Cette pièce n'a pas pour objectif d'être ésthétique mais seulement de garantir la rigidité et la solidité de l'aile.
Après m'être renseigné sur les techniques de fabrication des composites et après avoir fais des calculs de résistances des matériaux, je me dirige vers une fabrication dans un moule exterieur en bois, la pièce serais composées de 2 couches de tissu de carbone sergé qui prendrais en sandwich sur les semelles du longeron (surfaces de 40mm de largeur) un tissu de carbone unidirectionnel.
Une fois les tissus des trois premiers cotés imprégnés, des cadres en aluminium seront disposés régulièrement sur la longueur et permettront de faire reposer le dernier coté.

Plusieurs questions se posent encore, puisque je n'ai pas d'expérience de fabrication en carbone-époxy :

La fabrication dans un moule en bois vissé vous parait elle une bonne idée ? (Du point de vue de l'étanchéité notamment)

La fabrication en 2 temps dans le moule est elle possible ? (imprégnation des trois premier cotés puis du dernier côté avant de sceller le moule)

Je ne peut pas mettre en place dans ce cas un maintien sous vide, est ce qu'une méthode de vibration peut chasser les bulles d'air dans le cas ou elles aurait un impact important sur la solidité de la pièce, sinon, est qu'une couche de résine au pinceau depuis l'exterieur après démoulage suffit à corriger le problème ?


Je vous remercie par avance de votre aide.
Je pourrais joindre un schéma si mes explications ne sont pas assez claires
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isatis
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par isatis »

Je pense avoir à peu près compris mais votre proposition de schéma tombe à point, vous pouvez l'éditer à l'aide de l'onglet "fichiers joints" ci dessous à gauche.

Comme ébauche de réponse :

- si vous fabriquez un moule en bois il va falloir traiter sa surface pour qu'il devienne étanche et que vous puissiez appliquer le démoulant

- la fabrication en plusieurs temps est possible à condition de poncer-dépoussiérer-nettoyer à l'alcool à brûler les liaisons entre déjà polymérisé et ajout

- le débullage s'effectue avec un rouleau débulleur et votre objet ne doit pas comporter d'angles droits puisque les tissus ne se plient pas aux angles droits ou aigus donc pas d'astuce vibrante totalement inefficace.

Lorsque j'aurai vu la forme exacte, on affine et je vous indique ce qui convient comme matériel et technique pour faire aboutir votre projet.
Vous pouvez aussi aller sur notre site Résine et moulages où vous trouverez toutes les généralités utile à connaitre avant de se lancer.
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winnibus
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par winnibus »

Merci pour votre réponse,
Je n'ai pas de quoi faire un schéma maintenant, j'essayerai de le faire demain. Je précise que ce longeron devrait faire environ 2500 mm de long

Dans le cas où mon moule serais composé de 3 planches que je devisserais lors du démoulage, est ce que le demoulant est quand même nécessaire ? (Je suppose que oui étant donné la surface a démouler)

Par fabrication en plusieurs temps , j'entends que le dernier côté sera fermé avant le séchage complet des autres côtés et qu'il ne s'agira pas d'une pièce de tissu rajoutée mais de la fin des tissus sergé que je replierais pour former le ddenier côté
Est ce que votre réponse s'applique aussi dans ce cas ?

Pour le debullage, j'ai compris votre réponse mais je ne pourrais pas l'appliquer au dernier côté qui ne sera plus accessible.

Tout cela sera plus facile à expliquer avec un schéma , je le ferais dès que ppossible

Encore merci pour vos réponses
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isatis
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par isatis »

winnibus a écrit : sam. 13 nov. 2021 12:10 Tout cela sera plus facile à expliquer avec un schéma , je le ferais dès que possible

Oui là c'est vraiment nécessaire car je suis un peu perdue :oops: de plus fabriquer des pièces pour de l'aérien dans lequel on met sa vie, il faut éviter les approximations.

Le cirage d'un moule est absolument obligatoire sinon votre pièce restera collée et très très bien collée sur votre bois ; le débullage est impératif si vous voulez obtenir une pièce ayant de bonnes caractéristiques mécaniques.
Si vous ne débullez pas, non seulement les tissus n'adhèrent pas correctement entre eux mais toutes les micro-bulles d'air enfermées dans le stratifié sont autant de points de rupture comme si vous faisiez des pointillés dans votre construction.

Il va falloir trouver la bonne façon de faire pour satisfaire à ces étapes incontournables.
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winnibus
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par winnibus »

Methode de travail composite longeron.png
J'ai fais ce schéma grossier qui montre le principe du moule que je souhaiterais confectionner.

Après avoir appliqué la cire de démoulage, les tissus sont disposé comme sur l'image, tissu sergé en rouge et tissu unidirectionnel en bleu.

A la première étape, les trois premiers cotés du longerons sont imprégnés de résine puis débullés.
A la deuxieme étape, j'ajoute des cadres fins en aluminium (en gris sur l'image) disposés sur les tissus en place (il devrait y en avoir sur toute la longueur du longeron espacés d'environ 300 mm)
Enfin, j'impregne la partie du tissu restante, et je la débulle (si c'est possible) avant de la mettre en place, au final les tissus de la derniere face se chevauchent et offre une grande surface de contact l'un sur l'autre.
Le moule est ensuite fermé par la derniere face

Je rajoute que les cadres en aluminium ont pour but de permettre la pose d'écrou aveugle après perçage, pour la fixation des profils d'aile, ils feront environ 15-20mm de profondeur.
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isatis
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par isatis »

Désolée je n'ai plus le temps de répondre ce soir, il faut que je réfléchisse et que j'étudie bien votre projet.
Je me penche dessus demain matin.
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isatis
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

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winnibus a écrit : lun. 15 nov. 2021 18:20

Enfin, j'impregne la partie du tissu restante, et je la débulle (si c'est possible) avant de la mettre en place, au final les tissus de la derniere face se chevauchent et offre une grande surface de contact l'un sur l'autre.
Le moule est ensuite fermé par la derniere face
Dans ce cas, vous ne pouvez pas :
soit débuller la dernière face
soit faire stratifier les tissus de la dernière face avec les trois autres… si ?
winnibus a écrit : lun. 15 nov. 2021 18:20Je rajoute que les cadres en aluminium ont pour but de permettre la pose d'écrou aveugle après perçage, pour la fixation des profils d'aile, ils feront environ 15-20mm de profondeur.
Vous allez tarauder l'alu prisonnier donc ; si c'est bien ça, attention la pose d'un métal entre deux stratifiés n'est pas absolument idéale. Si le longeron travaille il risque d'y avoir du délaminage entre les diverses couches puisque les ailes vont faire travailler ce longeron d'après ce que je comprends.

N'ayant pas de connaissances en matière d'engins volants, je vais peut-être dire des bêtises mais il me semble qu'il serait bien plus simple et sécurisant de fabriquer deux demi-longerons, de grossièrement coller vos aluminium préalablement taraudés à l'intérieur ça où il en faut puis d'assembler par l'extérieur vos deux demi-longerons.

Vous fabriquez un moule en L de la bonne dimension. Ponçage, démoulant et application de tous les tissus nécessaires. Application des alus. Fermeture des deux L par stratification externe.
Tout sera bien débullé et assemblé. Vos ailes seraient vissées dans un alu qui ne risque pas de délaminer vos couches de tissus.
Qu'en pensez-vous ?
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winnibus
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par winnibus »

Merci de votre réponse,
Qu'entendez vous par "faire stratifier la dernière face avec les trois autres" ? Je comprends qu'il s'agit d'avoir un recouvrement sur les autres faces.
Je ne pense pas que cela soit un problème car c'est ici que l'intérêt des cadres en aluminium arrive.
Ils serviront à deux choses
Premièrement, ils serviront à poser des inserts (les écrous aveugles dont je parlais) qui sont fixés comme des rivets a travers les épaisseurs de carbone et l'épaisseur d'aluminium.
L'objectif étant de repartir la pression exercée par les inserts.
Le deuxième objectif est d'assurer le maintien des 2 couches qui finissent le dernier côté du longeron.

Il n'y aura donc pas de taraudage dans l'alu mais des inserts qui prendront en sandwich l'ensemble des couches comme le ferais un rivet.
Je ne connais pas bien le phénomène de délaminage, je vais me renseigner sur le sujet.
Le module de young de l'aluminium étant plutôt faible, celui ci devrait selon moi accompagné facilement les déformations du longerons qui sera plus rigide.

Si cette fabrication s'avère trop compliqué, j'ai réfléchi vaguement a effectuer une fabrication du longeron autour d'une poutre de mousse rectangulaire, mais d'autre problème se pose.
winnibus
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par winnibus »

Pour votre solution avec 2 demi longerons, je craint si j'ai bien compris qu'elle ne soit la source d'un surdimensionnement et d'un poids beaucoup plus important.

J'ai l'impression que cette solution mettrait beaucoup de contraintes sur les pièces en aluminium et que l'on utilisera alors moins les caractéristiques mécaniques du carbone que l'on recherche.
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isatis
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Re: Fabrication d'un longeron en fibres de carbones pour ULM

Message non lu par isatis »

C'est que j'ai mal compris alors.
Si vos pièces d'alu ne servent qu'à la fixation, c'est le longeron qui assure la rigidité et la résistance.
Si vous utilisez les mêmes grammages de tissus, il n'y a pas de raison pour que ça soit plus lourd.

Il faut qu'on trouve une solution qui permette l'homogénéité du stratifié tout en garantissant la liaison mécanique de vos ailes et la qualité du stratifié qui passe forcément par une utilisation rigoureuse de la résine époxy et d'un débullage parfait.
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