Boitier de pied de mat en carbon par infusion

Hello,
Dans mes deux derniers projets 70 & 81 de large, j'ai fabriqué et inséré pour la première fois des boitiers de pied de mat 100% carbon, relativement light, fabriqués par infusion.
Autant Wichcraft fait ça depuis longtemps (peut-être pas par infusion ...) à partir de 2 coquilles de PVC usinées en CN, autant ils ne montrent pas tout et c'est vexant pour nous autres bricolo-boys.

Voici ma méthode:
1) Le moule:
La difficulté majeure vient du design des inserts qu'il faut pouvoir enlever après moulage car il faut matérialiser 2 gorges latérales et 2 lèvres bien costaudes pour y loger l'insert laiton du pied de mat et assurer un serrage sans faille.
J'ai donc 1 plaque aluminium comme base, 2 blocs alu usinés munis de trous filetés M6 pour permettre l'éjection après moulage, 2 inserts polyéthylène 3mm d'épaisseur (noir), souples et plus ou mois consommables /remplaçables (c'est-à-dire qu'ils peuvent s'abimer lors du démoulage).


2) Le lay-up:
J'utilise ici du tissus carbon 285g/m² avec un "binder" epoxy: des fines poussières d'epoxy sont solidaires du tissus et amènent 2 avantages: le tissus est stabilisé par ce binder, qui le rend un peu "cartonné", ce qui permet de faire des découpes précises. Ce binder fond sous l'effet de la chaleur, ce qui permet de préformer les tissus et de les coller de façon préliminaires plusieurs couches à sec. Je chauffe le carbon à travers un film haute température à l'aide d'un fer à farter les skis à env. 125°C.
Je constitue ainsi des renforts carbon de 10 plis = 3mm qui seront découpés avec précision et positionnés sur le moule.
J'utilise également une colle en spray type INFUTAC, qui permet aussi de positionner des tissus secs sur le moule. Cette colle se dissous ensuite dans la résine.
Au dessus du lay-up, j'ai placé des patchs de COREMAT, qui est un substitut sandwich adapté à l'infusion. Ceci me permettra de calibrer les épaisseurs du boitier par ponçage après démoulage .



3) La technique d'infusion:
Le moule et les tissus sont enfermés secs dans un sac à vide parfaitement étanche et équipé d'un petit tuyau de pompage vide d'un côté, ainsi que d'un autre petit tuyau d'injection résine de l'autre côté.
Sous l'effet du vide (< 100mbar abs) / de la pression atmosphérique,  les tissus se compactent bien serrés et la résine, préalablement préparée dans un petit pot, est "aspirée" par le vide / "poussée" dans la poche et imprègne les tissus.
Une fois imprégnation complète, on ferme l'injection résine, on tire bien le vide partout avant de mettre un peu de calorie dans ce bazar pour polymériser rapidement (par ex. 60°C durant 1 heure).
J'utilise une résine à basse viscosité env. 300mPa.sec à 20°C, plus adaptée à ce genre de technique.
Technique extrêmement propre car on ne manipule pas à l'arrache des tissus imprégnés.
On prends bien sont temps pour se faire un lay-up précis et complexe, avant d'imprégner au dernier moment.
Pour mieux visibiliser la progression de la résine durant injection , je l'ai colorée en rose, pour y mettre un peu de fun !


Imprégnation complète et début de polymérisation:


4)  démoulage et extraction des inserts alu et PE.
Avec un bon démoulant, j'utilise les trous M6 des inserts alu pour y placer des vis M6 et extraire sans trop gueuler ses pièces.
Ensuite, la voie est libre pour enlever les inserts polyéthylène souple avec un petit couteau à bois.

Après détourage et calibrage d'épaisseur, le box fait 80gr et est absolument bullet-proof. Le contour fait 3 mm d'épaisseur pour s'intégrer dans l'airex du pont entre les strats interne et externe. Je le place et le colle en même temps que l'installation du sandwich de pont.


Est-ce ça tient ? Est-ce que ça vaut la peine par rapport aux boitiers plastiques Chinook en terme de réduction de poids ?
Mois pas savoir encore, mais ça déchire son kéké sur la plage !

Bien à vous
Zeby

Salut

Super post ! Très technique, et qui présente bien les bases de l'infusion.

Concernant l'utilité de boîtiers de pied de mât custom.... .....les chinook sont parfaits et pas très lourds.....mais comme tu l'as dit, ça assure grave !! 

On ne peut pas se gaver de cut outs, et autres cuvettes, puis mettre un vulgaire boitier plastoc, ce serait une faute de goût !! 

à bientôt

Antoine

C'est beau, propre et léger  !!!!   

Merci, de nous avoir fait partager cette technique atypique

C'est chouette et belle maîtrise.
La coloration de la résine apporte un plus pour bien comprendre comment çà marche.
Je suis étonné de voir qu'avec seulement une entrée et une sortie la résine se répends partout dans le sac à vide.
C'est pas évident à comprendre, j'aurais pensé qu'elle fasse le chemin directe entrée -> sortie, mais non   

Il parait que c'est la meilleur méthode à appliquer pour avoir un poids léger. De là à l'appliquer sur une planche...

Je vois aussi qu'on est plusieurs à utiliser les pots de la célèbre marque laitière française pour  la résine!!

Cette méthode doit être bien à appliquer pour la fabricatrice d'aileron également.
Merci, je pense que çà va en lancer certains sur le forum (pas moi en tout cas je n'ai plus de pompe depuis peu)

Merci pour votre enthousiasme.
Oui, il y a effectivement un certain "amusement" à voir la résine avancer dans le sac et imprégner la pièce petit à petit.
Ici, c'est vraiment une toute petite pièce, rien de chinois, le parcours que doit effectuer la résine est faible.
Plus la pièce est grande, plus le parcours de la résine entre l'entrée et la sortie est grand et donc il faut commencer à réfléchir un peu:
Viscosité, pot-life, dégazage des résines, pompe à vide performante, tissus drainants, sandwich adaptés, multi-injection, multi pompage, réseau de canalisation sous le sac à vide, ...
Imaginer le "stress" des gars qui infusent des carènes de bateau ou des pales d'éoliènne ...


Pour ce qui est des applications planche, je connais 2 exemples:
1) Surf, infusion d'une résine spécifique très basse viscosité UV, sur un pain PU qui tient bien la pression du sac à vide.
Illusoire de faire ça sur un pain polystyrène qui supporte difficilement des pressions de plus de 400mbars (vide -0.4bars).
https://www.youtube.com/watch?v=sdcB5h1Remc

2) LE truc de ouf qui me fait halluciner: la fabrication d'un Sup et d'une (très) grosse planche creuse (Open division) en infusion par le team Tregor.
Ouvrez les mirettes ...
https://teamtregor.wordpress.com/

Alors vous savez , moi, avec mon petit boitier de pied de mat en carbon, ça casse pas 3 pattes à un canard ...

PS: mais oui, bien vu GuillaumeR, cette technique est relativement adaptée pour la fabrication d'aileron ... D'ailleurs, j'ai sous les bras un sujet bien technique à vous proposer dans les prochains mois ...(Suspens).

Bonne journée,
Zeby

Tu crois qu'ils mettent du colorant rose pour voir si la résine est bien passée partout ?

salut zeby

superbe réalisation!!
plusieurs questions
est il possible d'avoir des photos supplémentaires de tes inserts en alu? je n'arrive pas bien à visualiser comment ça marche avec tes trous filetés.
sur la 1ère photo est ce que la couche de carbone sous l'insert alu est entière? ou prédécoupée pour voir les trous de vis?
le binder epoxy est vendu directement avec le carbone?
de quelle façon pose tu ton carbone sur les inserts (placement et taille des patch)?

merci

hello bob corp,
Désolé pour le retard de ma réponse.
Et désolé aussi, je n'ai pas d'autres photos détaillées des inserts.
Il y a 2 inserts aluminium: un long qui fait le rail, un petit, plus large, pour engager l'écrou du pied de mat.
Après traitement démoulant, ces 2 inserts sont légèrement collés avec un point de cyanocrylate. Ca peut se faire aussi avec une colle en spray type infutac, qui se dissout dans la résine. Ca tient pas des buffles, mais c'est suffisant pour stratifier autour. Chacun de ces inserts a au moins 1 trou M6 en face inférieur, bouché temporairement avec de la plasticine. Ils ne me servent pas à fixer l'ensemble sur la plaque de moule, mais à extraire les inserts après moulage.
Je colle également de façon temporaire les 2 inserts "consommables" en polyéthylene sur chaque côté, ce qui va matérialiser le rail pour l'écrou du pied de mat.
Je stabilise l'ensemble sur la plaque du moule avec de la colle en spray.

Les quelques premiers plis de carbon, sont collés ensemble et je découpe effectivement très précisement le contour du boitier, ce qui est très facile avec un tissus enduit de binder. Sinon, je ne pourrais pas extraire les inserts après moulage, avec des vis dans les trous M6. Ces quelques plis sont donc installés APRES avoir stabilisé les inserts sur la plaque.

Oui, ici, le binder est déjà appliqué sur le tissus, qui est du 285g/m².
Voici un équivalent chez R&G en "Non shift":  http://shop1.r-g.de/en/art/CE-245100-P-SV


Ensuite, pour le drappage propre autour de l'insert, ma foi, c'est un peu à la one again, en fct de ma patience.
Toutefois, j'essaye de bien remplir les volumes sous les inserts polyethylene, puisque c'est là que le serrage de l'écrou va introduire des contraintes.
J'empile 10 plis de carbon, collé avec binder ou Infutac, et je découpe au cutter des morceaux qui viennent s'insérer dans ses volumes.

Bon, je dois avouer que ça m'amuse quelques fois de faire ce  truc, mais il est probable qu'en série, je passerai à un système comme le fait Flikka:

Bonne journée,
Zeby

Superbe!

A quoi sert le multimètre sur la dernière photo du 3) Ca permets de vérifier que la résine est bien arrivée "en haut" ?

Et sinon je me disais, un moule entièrement réutilisable pourrait peut-être être fait avec quelque chose comme ça :



Pour démouler :

• On lime le carbone au dessus des têtes de vis sur les côtés de la barrette 1.
  
  
• On retire les vis de fixation des barrettes.
  
  
• On retire la partie centrale, même technique que Zeby.
  
  
• On retire la barrette 1 avec des petits coups de chasse-clou sur les côtés des trous.
  
  
• On remets les vis si nécessaire pour retirer la barrette 2
  

Il reste les 2 trous sur un côté à reboucher.

Et par contre 3mm de large pour les rails ça ne serait sans doute pas assez pour les trous filetés dans la barrette 2, mais 5 peut-être suffisant ?

ZEBY a écrit:

Bonne journée,
Zeby

Avec du sous vide, c'est peut-être possible de faire cela en une fois sur un morceau de PVC fraisé avec un tuyau de "bache sous vide" assez fin, c'est un peu contre intuitif je trouve (quoique !  ), mais dans la vidéo ci dessous, le tuyau bache plaque bien les couches de carbones vers l'extérieur des côtés internes du tube, avec l'intérieur du tuyau bache connecté à l'extérieur ! (et à la bache recouvrant le tout) :
https://www.youtube.com/watch?v=bBbOUDDJv4Q

6:26 : positionement du "tuyau bache et des tissus à l'intérieur"
7:23 : le tout dans une bache
7:41 : connection du tuyau sac à vide à la bache avec interieur du tuyau ouvert à l'air libre
9:34 : démoulage

En fait en 2D ça correspond à construire un sac à vide dans ce genre :



(lol, limite comme dessin  )

enfin cette technique pourrait marcher avec un moule deux pièces en impression 3D ou un truc comme ça, sur un bloc de PVC usiné (avec le dessus du rail ouvert), une simple bache à vide bien poussée dans le rail marcherait peut-être (mais un tuyau bache à vide à l'intérieur marcherait sans doute mieux, mais placer les tissus à l'intérieur, et les finitions après démoulage seraient sans doute hyper galères.