EP-4493753-B1 - NEEDLING SYSTEM FOR PRODUCING A TEXTILE PREFORM

Inventors

• CLARKE, GARETH
• BARDY, JULIEN
• LAFFARGUE, FRANCK
• MAISONNAVE, NICOLAS
• BITONNEAU, DAVID
• DUPILLIER, JEAN-MARC

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20230308

Claims (9)

1. A needling system (100) for making a textile preform comprising: - a needling head (110, 210); - a robotic arm (120) movable in several degrees of freedom, carrying the needling head and configured so as to move the needling head following the predetermined trajectories and orientations; - a textile strip (233) feeding device (130, 230) mounted on the needling head and configured to deposit the textile strip on a support (250) and cut it, and - a monitoring unit (140) configured to control the robotic arm, the actuation of the needling head and the deposition of the textile strip according to a predefined program for making the textile preform.
2. The needling system according to claim 1, wherein the textile strip feeding device comprises a regulation system configured to adjust the tension of the textile strip when it is deposited on the support as a function of a given instruction, or as a function of one particular point of the trajectory.
3. The needling system according to any one of claims 1 or 2, wherein the textile strip feeding device comprises a system for guiding (270) the textile strip.
4. The needling system according to claim 3, wherein the guide system comprises diverting rollers (271) adjustable according to at least one spherical three-dimensional reference frame.
5. The needling system according to any one of claims 1 to 4, wherein the textile strip feeding device comprises a regulation system in lateral position.
6. A method for manufacturing a textile preform by needling implemented by the needling system according to any one of claims 1 to 5 on a support tooling (250) whose shape corresponds to that of the textile preform to be made, the method comprising the deposition and the needling of a textile strip on the support tooling.
7. The method according to claim 6, wherein the support tooling has a non-axisymmetric and/or non-through shape.
8. The method according to any one of claims 6 or 7, wherein the textile strip is deposited and needled on the support tooling without trajectory limitation.
9. The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the needling head forms an angle (α) comprised between -85° and 85° relative to the direction perpendicular to the tangent plane (260) of the support tooling during all or part of the deposition and of the needling of the textile strip.

Description

Domaine Technique La présente invention concerne la fabrication de préforme textile par aiguilletage, et plus particulièrement un système d'aiguilletage pour la fabrication d'une préforme textile. Technique antérieure Les préformes textiles forment le renfort de matériaux composites à matrice organique ou céramique. Elles forment une armature au matériau reprenant l'essentiel des efforts mécaniques, qui est renforcée et protégée par la matrice organique ou céramique du matériau composite. La réalisation de préformes textiles par aiguilletage consiste à superposer des plis textiles et à lier ces plis entre eux par aiguilletage. En particulier, l'aiguilletage consiste à lier entre eux les plis en transférant des fibres d'un pli à l'autre dans la direction Z, c'est-à-dire long de l'épaisseur de la préforme, créant ainsi des liaisons mécaniques entre les plis dans cette direction. Les systèmes d'aiguilletage actuels permettent ainsi de réaliser des préformes axisymétriques ou des préformes dont la géométrie est débouchante. Les moyens actuels d'aiguilletage sont programmés pour suivre une certaine trajectoire de manière à aiguilleter la préforme selon certains critères, comme par exemple la densité de fibres en Z. Les programmes actuels sont propres à la machine utilisée, et ne sont pas utilisables sur une autre. De plus, ils peuvent suivre un profil axisymétrique basé sur un mode adaptatif, qui permet de corriger la position de la machine en fonction des surépaisseurs rencontrées lors de l'aiguilletage. Des moyens d'aiguilletage sont connus des documents FR 2 669 941 A1, CN 105 755 680 B, CN 112 318 499 A et CN 110 109 421 A. Néanmoins, certaines préformes, comme les préformes de protections thermiques de rentrée atmosphérique, peuvent avoir une forme de calotte sphérique (géométrie non-débouchante) ou une géométrie non-axisymétrique et les moyens actuels d'aiguilletage ne sont pas adaptés à ce type de géométrie. Il est donc souhaitable de disposer d'un nouveau système d'aiguilletage plus versatile et permettant d'aiguilleter des préformes dont la géométrie est non-axisymétrique et/ou non-débouchante, ou dont la géométrie est axisymétrique ou non, débouchante ou non, et capable d'aiguilleter des bandes textiles dont les trajectoires sont entièrement paramétrables, sans limitation de trajectoire. Il est également souhaitable de disposer d'une nouvelle solution de programmation des moyens d'aiguilletage permettant d'être utilisée sur plusieurs machines d'aiguilletage et de s'adapter à tout type de géométrie de préforme, y compris les géométries non-axisymétriques et non-débouchantes. Exposé de l'invention La présente invention concerne un système d'aiguilletage pour la réalisation d'une préforme textile comprenant : une tête d'aiguilletage ;un bras robotisé mobile selon plusieurs degrés de liberté, portant la tête d'aiguilletage et configuré de manière à déplacer la tête d'aiguilletage suivant des trajectoires et des orientations prédéterminées ;un dispositif d'alimentation d'une bande textile monté sur la tête d'aiguilletage et configuré pour déposer la bande textile sur un support et procéder à sa découpe, etune unité de contrôle configurée pour commander le bras robotisé, l'actionnement de la tête d'aiguilletage et le dépôt de la bande textile selon un programme prédéfini pour la réalisation de la préforme textile. L'invention propose ainsi une tête d'aiguilletage modulable car, grâce au bras robotisé, elle peut s'adapter aux géométries complexes de préforme. Le système d'aiguilletage de l'invention permet donc de fabriquer des préformes de géométrie non-débouchante, comme une calotte sphérique, ou des géométries non-axisymétriques. Le système d'aiguilletage de l'invention permet également de paramétrer des trajectoires de bandes textiles à façon, sans limitation de trajectoire. De plus, la présence du dispositif d'alimentation d'une bande textile sur la tête d'aiguilletage permet d'envisager un dépôt d'une bande et son aiguilletage sur les bandes précédemment déposées simultanément avec un seul système. Cela permet de déposer les bandes textiles dans diverses directions en faible ou forte épaisseur, et également d'automatiser le placement des bandes grâce au bras robotisé et à l'unité de contrôle. Cela permet également de se passer d'additif de fixation entre les bandes ou d'autres éléments pouvant polluer les bandes formant la préforme et pouvant perturber les liaisons fibres/matrices lors de la densification de la préforme aiguilletée, car le maintien des bandes entre elles est réalisé lors de l'aiguilletage par le transfert partiel dans le sens transversal des fibres provenant des bandes déposées. Autrement dit, il s'agit, dans le cas de l'invention, d'un liage mécanique des bandes textiles et non chimique contrairement aux procédés de l'art antérieur permettant de déposer et de maintenir les bandes textiles et/ou les fils (comme les technologies de nappage automatique, « Automatic Tape Laying, ATL » et d