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FR2949791A1 - PROCESS FOR PRODUCING PRE-IMPREGNATED FIBROUS MATERIAL OF THERMOPLASTIC POLYMER - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING PRE-IMPREGNATED FIBROUS MATERIAL OF THERMOPLASTIC POLYMER Download PDF

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FR2949791A1
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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau fibreux tel qu'un tissu, feutre, non tissé pouvant se présenter sous forme de bandes, nappes, tresses, mèches ou morceaux, à base de fibres de renfort et de polymère thermoplastique. Selon l'invention on utilise au moins deux séries de fibres différentes, une première série de fibres comprenant des fibres minérales et une seconde série de fibres comprenant des fibres de polymère thermoplastique ayant une température de fusion Tf, on dispose les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre puis on chauffe l'ensemble des deux séries de fibres jusqu'à une température au moins égale à la température de fusion Tf des fibres thermoplastiques puis on laisse refroidir l'ensemble jusqu'à la température ambiante. L'invention s'applique à la fabrication de pièces 3D.The invention relates to a method of manufacturing a fibrous material such as a nonwoven fabric, felt, which may be in the form of strips, webs, braids, locks or pieces, based on reinforcing fibers and thermoplastic polymer. According to the invention at least two sets of different fibers are used, a first series of fibers comprising mineral fibers and a second series of fibers comprising thermoplastic polymer fibers having a melting temperature Tf, the two sets of fibers are available at contact one of the other then heated all of the two sets of fibers to a temperature at least equal to the melting temperature Tf of the thermoplastic fibers and then allowed to cool to room temperature. The invention applies to the manufacture of 3D parts.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MATERIAU FIBREUX PREIMPREGNE DE POLYMERE THERMOPLASTIQUE Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau fibreux, tel qu'un tissu, feutre, non tissé pouvant se présenter sous forme de bandes, nappes, tresses, mèches ou morceaux, à base de fibres de renfort et de polymère thermoplastique. Les fibres pouvant entrer dans la composition du matériau sont plus spécialement des fibres de carbone, des fibres de verre, des fibres à base de polymères, des fibres végétales, utilisées seules ou en mélange. On s'intéresse dans la présente invention à des matériaux composites légers permettant la fabrication de pièces mécaniques ayant une structure à 3 dimensions et possédant des propriétés de bonne résistance mécanique, thermique et capables d'évacuer des charges électrostatiques, c'est-à-dire des propriétés compatibles avec la fabrication de pièces dans le domaine de la mécanique, de l'aéronautique et nautique. Etat de la technique Il est connu d'utiliser des tissus réfractaires pré-imprégnés d'une résine pour réaliser une matrice thermiquement isolante afin d'assurer la protection thermique de dispositifs mécaniques soumis à de fortes températures comme cela peut être le cas dans le domaine de l'aéronautique ou de l'automobile. On pourra se reporter au brevet européen n°0 398 787 qui décrit une couche de protection thermique comprenant un tissu réfractaire, destinée à protéger la virole d'une chambre de moteur statoréacteur. Outre la complexité de réalisation de cette couche de protection thermique, le tissu réfractaire noyé dans cette couche ne remplit que la fonction de bouclier thermique. On a également recours depuis quelques années à des fibres composites pour fabriquer, notamment, diverses pièces aéronautiques ou automobiles. Ces fibres composites qui se caractérisent par de bonnes résistances thermomécaniques et chimiques, sont constituées d'un renfort filamentaire formant armature, destinée à répartir les efforts de résistance à la traction, à la flexion ou à la compression, à conférer dans certains cas une protection chimique au matériau et à lui donner sa forme. Ref : 0276-ARK11 On peut par exemple se reporter à la demande de brevet FR 2 918 081 qui décrit un procédé d'imprégnation de fibres continues par une matrice polymérique composite renfermant un polymère thermoplastique. Les procédés de fabrication de pièces composites à partir de ces fibres enrobées comprennent diverses techniques telles que, par exemple, le moulage au contact, le moulage par projection, le drapage autoclavé ou le moulage basse pression. Une technique pour réaliser des pièces creuses est celle dite de l'enroulement filamentaire, qui consiste à imprégner des fibres sèches d'une résine puis à les enrouler sur un mandrin formé d'armatures et de forme adaptée à la pièce à fabriquer. La pièce obtenue par enroulement est ensuite durcie par chauffage. Une autre technique, destinée à réaliser des plaques ou des coques, consiste à imprégner des tissus de fibres puis à les presser dans un moule afin de consolider le composite stratifié obtenu. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a fibrous material, such as a fabric, felt, non-woven material which may be in the form of strips, tablecloths or , braids, locks or pieces, based on reinforcing fibers and thermoplastic polymer. The fibers that can be used in the composition of the material are more particularly carbon fibers, glass fibers, polymer-based fibers, vegetable fibers, used alone or as a mixture. Of interest in the present invention are lightweight composite materials for the manufacture of mechanical parts having a 3-dimensional structure and having properties of good mechanical strength, thermal and able to evacuate electrostatic charges, that is to say to say properties compatible with the manufacture of parts in the field of mechanics, aeronautics and nautical. STATE OF THE ART It is known to use refractory fabrics pre-impregnated with a resin in order to produce a thermally insulating matrix so as to provide thermal protection for mechanical devices subjected to high temperatures, as may be the case in the field. aeronautics or the automobile. Reference can be made to European Patent No. 0 398 787, which describes a thermal protection layer comprising a refractory fabric intended to protect the ferrule of a ramjet engine chamber. In addition to the complexity of producing this thermal protection layer, the refractory fabric embedded in this layer only fulfills the function of heat shield. In recent years, composite fibers have also been used to manufacture, in particular, various aeronautical or automobile parts. These composite fibers, which are characterized by good thermomechanical and chemical resistance, consist of a reinforcing filament reinforcement intended to distribute the tensile, flexural or compressive tensile forces, in some cases to provide protection chemical material and give it its shape. Ref: 0276-ARK11 One can for example refer to the patent application FR 2 918 081 which describes a process for impregnating continuous fibers with a composite polymer matrix containing a thermoplastic polymer. Methods for manufacturing composite parts from these coated fibers include various techniques such as, for example, contact molding, spray molding, autoclaved draping or low pressure molding. A technique for making hollow parts is that called filament winding, which consists in impregnating dry fibers with a resin and then winding them on a mandrel formed of reinforcements and of a shape adapted to the part to be manufactured. The piece obtained by winding is then cured by heating. Another technique for making plates or shells consists in impregnating fiber fabrics and then pressing them into a mold in order to consolidate the laminated composite obtained.

Pour la fabrication de matériau polymérique à renfort fibreux, on utilise généralement une étape d'ensimage, qui consiste à déposer un film de polymère thermoplastique sur des fibres. Ainsi le procédé de fabrication de matériau pre-imprégné de la société Cyntex comprend, comme étape d'enduction des fibres, le passage en continu de fibres dans un bain fondu de polymère thermoplastique contenant un solvant organique tel que la benzophénone ; ce solvant permettant d'adapter la viscosité du mélange fondu et d'assurer une bonne enduction des fibres. Les fibres pré-imprégnées de polymères sont ensuite mises en forme (par exemple découpées en bandes puis disposées sous une presse, pour la réalisation des pièces de structure, puis chauffées à une température supérieure à la température de fusion du polymère pour assurer la cohésion du matériau et notamment l'adhérence du polymère sur les fibres. For the manufacture of polymeric material with fiber reinforcement, a sizing step is generally used, which consists in depositing a thermoplastic polymer film on fibers. Thus, the process for manufacturing preimpregnated material from Cyntex comprises, as a fiber coating step, the continuous passage of fibers in a molten bath of thermoplastic polymer containing an organic solvent such as benzophenone; this solvent makes it possible to adapt the viscosity of the melted mixture and to ensure a good coating of the fibers. The pre-impregnated fibers of polymers are then shaped (for example cut into strips and then placed under a press, for producing the structural parts, and then heated to a temperature above the melting temperature of the polymer to ensure the cohesion of the polymer. material and in particular the adhesion of the polymer to the fibers.

Le problème technique Selon la nature chimique du polymère, les températures de chauffe peuvent monter à des températures supérieures à 250 °C, et même supérieure à 320°C, températures très supérieures à la température d'ébullition du solvant, entraînant un départ brusque du solvant, provoquant des défauts dans la pièce et donc un manque de reproductibilité du procédé ainsi que des risques d'explosion mettant en danger les opérateurs. Ref : 0276-ARK11 Un autre procédé connu d'ensimage de fibre est le passage en continue des fibres dans une dispersion aqueuse de poudre polymérique puis le séchage des fibres pour évaporer l'eau dans un four, suivi d'un traitement thermique destiné à la fusion du polymère. Ce traitement thermique peut être fait dans une filière de mise en forme, notamment pour faire des bandes de matériau pré-imprégné. Ces bandes sont ensuite utilisées pour la fabrication des pièces de structure, par disposition dans un moule, une presse, etc. Ce procédé nécessitant 2 zones de chauffage distinctes ou l'utilisation de 2 fours distincts est complexe et de mise en oeuvre délicate. The technical problem Depending on the chemical nature of the polymer, the heating temperatures can rise to temperatures above 250 ° C, and even higher than 320 ° C, temperatures much higher than the boiling temperature of the solvent, resulting in a sudden departure of solvent, causing defects in the room and therefore a lack of reproducibility of the process as well as the risk of explosion endangering the operators. Ref: 0276-ARK11 Another known method of fiber sizing is the continuous passage of the fibers in an aqueous dispersion of polymeric powder and then drying the fibers to evaporate the water in an oven, followed by a heat treatment for the fusion of the polymer. This heat treatment can be done in a shaping die, especially to make strips of pre-impregnated material. These strips are then used for the manufacture of structural parts, by arrangement in a mold, a press, etc. This process requires two separate heating zones or the use of two separate furnaces is complex and difficult to implement.

Comme autre état de la technique relatif à la fabrication d'un matériau fibreux, on peut se référer au document US 4 541884 de l'Imperial Chemical Industries ou encore au document EP 0406 067 déposé aux noms conjoints d'Atochem et de l'Etat français. Comme état de la technique relatif à la mise en place des fibres pour la formation de matériau fibreux et la constitution de structures à base de ce matériau fibreux on pourra se reporter aux brevets US 6 607 626 ; US 6 939 424 et US 7 235 149. Résumé de l'invention L'invention a pour objet un nouveau procédé de fabrication en ligne et en continu de matériau fibreux, permettant de remédier aux inconvénients ci-dessus. Le procédé proposé permet en outre d'obtenir un matériau fibreux homogène. Il ne peut pas y avoir d'irrégularités dans la structure ou de noeud susceptibles de fragiliser le matériau avec des risques de rupture comme c'est le cas avec les procédés de l'art antérieur. De façon plus précise, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique, consistant à i) utiliser au moins deux séries de fibres différentes, une première série de fibres comprenant des fibres minérales et une seconde série de fibres comprenant des fibres polymère thermoplastique ayant une température de fusion Tf, ii) disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre puis iii) chauffer l'ensemble des deux séries de fibres jusqu'à une température au moins égale à la température de fusion Tf des fibres thermoplastiques et à laisser refroidir l'ensemble jusqu'à la température ambiante. Ref : 0276-ARK11 Un dispositif de mise en place des deux séries de fibres permet avantageusement de mettre en forme les deux séries, par exemple, sous forme de bande ou de nappe, ou ruban que l'on découpe selon la longueur voulue. Ce dispositif peut également assurer un calandrage. As another state of the art relating to the manufacture of a fibrous material, reference may be made to document US Pat. No. 4 541884 from Imperial Chemical Industries or to document EP 0406 067 filed in the joint names of Atochem and the State. French. As prior art relating to the introduction of fibers for the formation of fibrous material and the constitution of structures based on this fibrous material, reference may be made to US Pat. No. 6,607,626; US Pat. No. 6,939,424 and US Pat. No. 7,235,149. SUMMARY OF THE INVENTION The subject of the invention is a new process for the on-line and continuous manufacture of fibrous material, making it possible to overcome the above disadvantages. The proposed method also makes it possible to obtain a homogeneous fibrous material. There can be no irregularities in the structure or node susceptible to embrittle the material with risks of rupture as is the case with the methods of the prior art. More specifically, the subject of the invention is a process for manufacturing a fibrous material pre-impregnated with a thermoplastic polymer, consisting of i) using at least two sets of different fibers, a first series of fibers comprising mineral fibers and a second series of fibers comprising thermoplastic polymer fibers having a melting temperature Tf, ii) arranging the two series of fibers in contact with each other and then iii) heating all of the two series of fibers to one another. temperature at least equal to the melting temperature Tf of the thermoplastic fibers and to allow the whole to cool to room temperature. Ref: 0276-ARK11 A device for setting up the two series of fibers advantageously makes it possible to shape the two series, for example, in the form of a strip or a sheet, or a strip that is cut to the desired length. This device can also provide calendering.

Les fibres minérales peuvent être disposées côte à côte ou bien être tissées selon deux directions. Ces fibres peuvent être de même nature chimique ou bien être de nature différente, par exemple des fibres de carbone tissées avec des fibres de verre. Afin d'améliorer la tenue mécanique de la structure fabriquée à partir de l'agencement approprié de plusieurs matériaux (empilement de plusieurs bandes par exemple), on prévoit de disposer sur l'assemblage des deux séries de fibres, juste avant l'étape iii) des charges minérales sous forme de poudre, conductrices ou non, comme la silice, de la poudre de métal, du noir de carbone pulvérulent, des fibrilles de carbone, des nanotubes de carbone, mais aussi des nanotubes de carbure de silicium, de carbonitrure de bore, de nitrure de bore ou de silicium. De préférence, les charges utilisées sont conductrices de l'électricité et/ou de la chaleur comme les nanotubes de carbone, les fibrilles de carbone ou encore le noir de carbone. The mineral fibers may be arranged side by side or may be woven in two directions. These fibers may be of the same chemical nature or be of a different nature, for example carbon fibers woven with glass fibers. In order to improve the mechanical strength of the structure made from the appropriate arrangement of several materials (stack of several strips for example), it is expected to have on the assembly of the two sets of fibers, just before step iii ) inorganic fillers in powder form, conductive or not, such as silica, metal powder, powdery carbon black, carbon fibrils, carbon nanotubes, but also silicon carbide, carbonitride nanotubes boron, boron nitride or silicon. Preferably, the charges used are conducting electricity and / or heat, such as carbon nanotubes, carbon fibrils or even carbon black.

De préférence, on utilise des nanotubes de carbone. On rappelle que par nanotubes de carbone NTC, on entend un ou plusieurs tubes creux à une ou plusieurs parois de plan graphitique ou feuillets de graphène, coaxiaux, ou feuillet de graphène enroulé sur lui-même. Ce ou ces tubes, le plus souvent débouchant (c'est à dire ouverts à une extrémité) ressemblent à plusieurs tubes de grillages disposés coaxialement ; en coupe transversale les NTC se présentent sous forme d'anneaux concentriques. Le diamètre externe des NTC est de 2 à 50nm. On parle de nanotubes de carbone monofeuillet, (en anglais : Single-walled Carbon Nanotubes, SWNT) ou de nanotubes de carbone multifeuillets, (en anglais Multi-walled Carbon Nanotubes, MWNT). Preferably, carbon nanotubes are used. It is recalled that carbon nanotubes NTC means one or more hollow tubes with one or more graphitic plane walls or graphene sheets, coaxial, or graphene sheet wound on itself. This or these tubes, most often opening (ie open at one end) resemble several coaxially arranged mesh tubes; in cross section the CNTs are in the form of concentric rings. The external diameter of the CNT is from 2 to 50 nm. We speak of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) or multi-walled carbon nanotubes (MWNTs).

Le saupoudrage des charges peut être assuré à l'aide d'un support vibrant, afin d'assurer une répartition homogène sur les fibres. On dépose par exemple, la poudre de NTC directement sur le matériau fibreux, placé à plat sur un support vibrant, afin de permettre la répartition de la poudre sur les fibres. Ref : 0276-ARK11 Avant la dispersion des charges sur les deux séries de fibres, ces charges peuvent être soumises à un traitement chimique afin de leur apporter des fonctions par exemple polaires en vue d'améliorer leur adhérence sur les fibres polymériques ou encore soumises à un traitement thermique, par exemple supérieur à 900°C et mieux à 1000°C afin d'éliminer des impuretés métalliques dues à leur procédé de synthèse. Avantageusement, les charges sont ni traitées chimiquement ni thermiquement. Les fibres thermoplastiques peuvent être constituées d'un seul type de polymère ou de plusieurs polymères ; dans le cas de plusieurs polymères, la température de fusion Tf ci-dessus est celle du polymère de température de fusion la plus élevée. Les polymères entrant dans la constitution des fibres de la seconde séries de fibres peuvent être choisis, sans limitation, parmi : - les polyéthylènimines (PEI), - les polyamides (PI), - les polyoléfines telles que le polyéthylène notamment haute densité, le polypropylène et les copolymères d'éthylène et/ou de polyprpylène; - les polyuréthanes thermoplastiques (TPU) ; - les polyesters tels que les polyhydroxyalcanoates ; - les polytéréphtalates d'éthylène (PET) ou de butylène (PBT); - les polyphenylenes sulfide (PPS) - les polychlorures de vinyle - les polymères siliconés ou fluorosiliconés ; - les polyalcool de vinyle) - les polyaryléther cétones (PAEK :PolyArylEtherKetone) telle que la polyétheréther cétone (PEEK) et la polyéthercétone cétone (PEKK) ; - les polyamides tels que polyamide tel que le polyamide 6 (PA-6), le polyamide 11 (PA-11), le polyamide 12 (PA-12), le polyamide 6.6 (PA-6.6), le polyamide 4.6 (PA-4.6), le polyamide 6.10 (PA-6.10), le polyamide 6.12 (PA-6.12), les polyamides aromatiques, en particulier les polyphtalamides et l'aramide, et les copolymères blocs, notamment polyamide/polyéther, - les polymères fluorés comprenant au moins un monomère de formule (I) : The dusting of the loads can be ensured by means of a vibrating support, in order to ensure a homogeneous distribution on the fibers. For example, the CNT powder is deposited directly on the fibrous material, placed flat on a vibrating support, in order to allow the distribution of the powder on the fibers. Ref: 0276-ARK11 Before the dispersion of the charges on the two series of fibers, these charges can be subjected to a chemical treatment in order to bring them functions for example polar in order to improve their adhesion on the polymeric fibers or subjected to a heat treatment, for example greater than 900 ° C and better at 1000 ° C to remove metal impurities due to their synthesis process. Advantageously, the charges are neither chemically nor thermally treated. The thermoplastic fibers may consist of a single type of polymer or of several polymers; in the case of several polymers, the melting temperature Tf above is that of the highest melting temperature polymer. The polymers used in the constitution of the fibers of the second series of fibers can be chosen, without limitation, from: polyethylenimines (PEI), polyamides (PI), polyolefins such as polyethylene, especially high density polypropylene and copolymers of ethylene and / or polypropylene; thermoplastic polyurethanes (TPU); polyesters such as polyhydroxyalkanoates; polyethylene terephthalates (PET) or butylene (PBT); polyphenylsulfides (PPS) - polyvinyl chlorides - silicone or fluorosilicone polymers; polyvinyl alcohol) - polyarylether ketones (PAEK: PolyArylEtherKetone) such as polyetheretherketone (PEEK) and polyetherketoneketone (PEKK); polyamides such as polyamide such as polyamide 6 (PA-6), polyamide 11 (PA-11), polyamide 12 (PA-12), polyamide 6.6 (PA-6.6), polyamide 4.6 (PA-6), 4.6), polyamide 6.10 (PA-6.10), polyamide 6.12 (PA-6.12), aromatic polyamides, in particular polyphthalamides and aramid, and block copolymers, in particular polyamide / polyether, at least one monomer of formula (I):

Ref : 0276-ARK11 CFX=CHX' (I) ou X et X' désignent indépendamment un atome d'hydrogène ou d'halogène (en particulier de fluor ou de chlore) ou un radical alkyle perhalogéné (en particulier perfluoré), et de préférence X=F et X'=H, tels que le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), de préférence sous forme a, les copolymères de fluorure de vinylidène avec par exemple l'hexafluoropropylène (HFP), les copolymères fluoroéthylène / propylène (FEP), les copolymères d'éthylène avec soit le fluoroéthylène/propylène (FEP), soit le tétrafluoroéthylène (TFE), soit le perfluorométhylvinyl éther (PMVE), soit le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), certains de ces polymères étant notamment commercialisés par la société ARKEMA sous la dénomination Kynar ; et - leur mélange. Ref: 0276-ARK11 CFX = CHX '(I) where X and X' independently denote a hydrogen or halogen atom (in particular fluorine or chlorine) or a perhalogenated (in particular perfluorinated) alkyl radical, and preferably X = F and X '= H, such as polyvinylidene fluoride (PVDF), preferably in a form, copolymers of vinylidene fluoride with for example hexafluoropropylene (HFP), fluoroethylene / propylene copolymers (FEP), copolymers of ethylene with either fluoroethylene / propylene (FEP), or tetrafluoroethylene (TFE), or perfluoromethylvinyl ether (PMVE), or chlorotrifluoroethylene (CTFE), some of these polymers being marketed especially by the ARKEMA company under the name Kynar; and - their mixture.

Pour les polymères fluorés, on préfère utiliser un homopolymère du fluorure de vinylidène (VDF de formule CH2=CF2) ou copolymère du VDF comprenant en poids au moins 50% en masse de VDF et au moins un autre monomère copolymérisable avec le VDF. La teneur en VDF doit être supérieure à 80% en masse, voire mieux 90% en masse, pour assurer une bonne résistance mécanique à la pièce de structure, surtout lorsqu'elle est soumise à des contraintes thermiques. Le comonomère peut être un monomère fluoré choisi par exemple parmi le fluorure de vinyle; le trifluoroéthylène (VF3); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1,2-difluoroéthylène; le tetrafluoroéthylène (TFE); l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1,3-dioxole); le perfluoro(2,2-diméthyl-1,3-dioxole) (PDD). De préférence, le comonomère éventuel est choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3) et le tétrafluoroéthylène (TFE). Le comonomère peut aussi être une oléfine telle que l'éthylène ou le propylène. Le comonomère préféré est l'HFP. Pour des pièces de structure devant résister à des températures élevées, outre les polymères fluorés, on utilise avantageusement selon For the fluoropolymers, it is preferred to use a homopolymer of vinylidene fluoride (VDF of formula CH2 = CF2) or copolymer of VDF comprising by weight at least 50% by weight of VDF and at least one other monomer copolymerizable with VDF. The VDF content must be greater than 80% by weight, or even better 90% by weight, to ensure good mechanical strength to the structural part, especially when subjected to thermal stresses. The comonomer may be a fluorinated monomer chosen, for example, from vinyl fluoride; trifluoroethylene (VF3); chlorotrifluoroethylene (CTFE); 1,2-difluoroethylene; tetrafluoroethylene (TFE); ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), hexafluoropropylene (HFP); perfluoro (alkyl vinyl) ethers such as perfluoro (methyl vinyl) ether (PMVE), perfluoro (ethyl vinyl) ether (PEVE) and perfluoro (propyl vinyl) ether (PPVE); perfluoro (1,3-dioxole); perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) (PDD). Preferably, the optional comonomer is chosen from chlorotrifluoroethylene (CTFE), hexafluoropropylene (HFP), trifluoroethylene (VF3) and tetrafluoroethylene (TFE). The comonomer may also be an olefin such as ethylene or propylene. The preferred comonomer is HFP. For structural parts that must withstand high temperatures, in addition to the fluorinated polymers, it is advantageous to use

Ref : 0276-ARK11 l'invention les PAEK (PolyArylEtherKetone) tels que PEK, PEEK, PEKK, PEKEKK etc. Par rapport aux procédés de l'art antérieur, le procédé selon la présente invention, est parfaitement bien adapté à des polymères présentant des températures de fusion élevées, par exemple supérieurs à 130°C comme les polymères fluorés, les PAEK, les polyéthylènes haute densité, ou encore le PET ou PBT ou PBT. On peut aussi utiliser des fibres de Kevlar ou des fibres d'aramide. Les fibres minérales auxquelles s'appliquent l'invention sont notamment les fibres de carbone, de verre, de bore, de silice, les fibres naturelles comme le lin, la soie notamment d'araignée, le chanvre, le sisal. Des fibres organiques peuvent être mélangées aux fibres minérales pour former la première série de fibres qui est destinée à être imprégnée de polymère après la fonte des fibres de polymère thermoplastique. Dans ce cas on choisira bien sûr des fibres organiques c'est-à-dire des fibres polymères dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion Tf des fibres de la seconde série que l'on fond. Ainsi, il n'y a aucun risque de fusion pour les fibres organiques présentes dans la première série de fibres. Le matériau fibreux réalisé avec le procédé est obtenu avec 50% de fibres minérales et 50% de fibres de polymère thermoplastique, de préférence avec 30% de fibres minérales et 70% de fibres de polymère thermoplastique. L'invention concerne également l'utilisation de matériau fibreux tels que décrits pour la fabrication de pièces mécaniques en 3D, notamment les ailes d'avion, le fuselage d'un avion, la coque d'un bateau, les longerons ou spoilers d'une automobile, ou des disques de freins, ou encore le corps de vérin ou de volants de direction. L'invention concerne également un système de mise en oeuvre du procédé, ce système comprenant un dispositif de mise en place des fibres de manière à disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre, et un dispositif de chauffage des deux séries de fibres. Selon l'invention, le chauffage des deux séries de fibres minérales et de polymère est réalisé par un chauffage laser ou une torche à plasma ou encore un four à infra rouge. Ref: 0276-ARK11 the invention the PAEK (PolyArylEtherKetone) such as PEK, PEEK, PEKK, PEKEKK etc. Compared to the processes of the prior art, the process according to the present invention is perfectly well suited to polymers having high melting temperatures, for example greater than 130 ° C, such as fluoropolymers, PAEKs, high density polyethylenes. , or else PET or PBT or PBT. It is also possible to use Kevlar fibers or aramid fibers. The mineral fibers to which the invention applies are in particular the fibers of carbon, glass, boron, silica, natural fibers such as flax, silk including spider, hemp, sisal. Organic fibers may be mixed with the mineral fibers to form the first series of fibers which is to be impregnated with polymer after the melting of the thermoplastic polymer fibers. In this case we will choose of course organic fibers that is to say polymer fibers whose melting temperature is higher than the melting temperature Tf fibers of the second series that one melts. Thus, there is no risk of fusion for the organic fibers present in the first series of fibers. The fibrous material made with the process is obtained with 50% mineral fibers and 50% thermoplastic polymer fibers, preferably with 30% mineral fibers and 70% thermoplastic polymer fibers. The invention also relates to the use of fibrous material as described for the manufacture of mechanical parts in 3D, in particular the wings of an airplane, the fuselage of an airplane, the hull of a boat, the spars or spoilers of an automobile, or brake discs, or the cylinder body or steering wheels. The invention also relates to a system for implementing the method, this system comprising a device for placing fibers in such a way as to arrange the two series of fibers in contact with each other, and a device for heating the fibers. two sets of fibers. According to the invention, the heating of the two sets of mineral fibers and of polymer is carried out by a laser heating or a plasma torch or an infrared oven.

Ref : 0276-ARK11 Le système peut comporter un dispositif de calandrage. Il peut également être prévu que le chauffage soit réalisé par le dispositif de calandrage. Ref: 0276-ARK11 The system may include a calendering device. It can also be provided that the heating is carried out by the calendering device.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description qui est faite ci-après et qui est donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et en regard des figures sur lesquelles : - la figure représente le schéma d'un premier système de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 représente le schéma d'un deuxième système de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 3 représente le schéma en coupe transversale AA d'un support 50 recouvert de fibres selon le procédé, - la figure 4 représente le schéma en coupe transversale BB du support 50 après fonte des fibres polymère thermoplastique selon le procédé, - la figure 5 représente le schéma d'un troisième système de mise en oeuvre du procédé. Other features and advantages of the invention will become clear from reading the description which is given below and which is given by way of illustrative and non-limiting example and with reference to the figures in which: FIG. diagram of a first implementation system of the method according to the invention, - Figure 2 shows the diagram of a second implementation system of the method according to the invention, - Figure 3 shows the cross-sectional diagram. AA of a fiber-coated support 50 according to the method, - Figure 4 shows the cross-sectional diagram BB of the support 50 after melting of the thermoplastic polymer fibers according to the method, - Figure 5 shows the diagram of a third system of implementation of the method.

Les systèmes représentés sur les figures 1, 2 et 5 permettent une mise en oeuvre du procédé de fabrication en ligne et en continu proposé selon l'invention pour la fabrication de matériau fibreux pré imprégné de polymère thermoplastique. Chaque système comporte un dispositif 100 de mise en place des deux séries de fibres à savoir la première série de fibres 1 qui comporte des fibres minérales et la seconde série de fibres 2 qui comporte des fibres de polymère thermoplastique ayant leur température de fusion égale à Tf. Ces dispositifs portent la même référence 100 sur les figures 1, 2 et 5 et assurent la même fonction à savoir disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre. The systems shown in Figures 1, 2 and 5 allow implementation of the proposed in-line and continuous manufacturing process according to the invention for the manufacture of fibrous material pre-impregnated with thermoplastic polymer. Each system comprises a device 100 for setting up the two series of fibers, namely the first series of fibers 1 which comprises mineral fibers and the second series of fibers 2 which comprises thermoplastic polymer fibers having their melting temperature equal to Tf . These devices have the same reference 100 in Figures 1, 2 and 5 and provide the same function namely to have the two sets of fibers in contact with one another.

Chaque système comporte également un dispositif de chauffage 110 et éventuellement un dispositif de calandrage 115 comme c'est le cas pour les systèmes des figures 1 et 5. Il peut être prévu que le dispositif de calandrage assure la fonction de chauffage de deux séries de fibres. Each system also comprises a heating device 110 and possibly a calendering device 115 as is the case for the systems of FIGS. 1 and 5. It may be provided that the calendering device performs the heating function of two sets of fibers. .

Ref : 0276-ARK11 Dans l'exemple du système représenté sur la figure 1, le dispositif 100, de mise en place des fibres comporte deux voies superposées. Les deux séries de fibres sont amenées par les deux voies superposées vers une même direction, ces deux voies se rapprochant jusqu'à ce que les deux séries de fibres s'intercalent pour former un plan homogène imposé par le calibre des fibres, les fibres ayant des dimensions constantes. Le plan homogène se présente sous la forme d'une bande acheminée de manière à passer devant le dispositif de chauffage 110. Ce dispositif de chauffage permet en quelques secondes d'atteindre la température de fusion désirée Tf de sorte que les fibres de polymère thermoplastique ayant une température de fusion inférieure ou égale à Tf, fondent. Le polymère fondu adhère aux fibres de la première série (comportant des fibres minérales). Après passage à température ambiante, la bande de matériau fibreux 10 ainsi réalisée peut être exploitée selon les besoins, par exemple, être découpée par un dispositif de découpe 200 pour entrer dans la fabrication de pièces mécaniques. Sur la figure 2 on a représenté un dispositif adapté à la mise en place des deux séries de fibres sur un support 50 servant de moule pour former la structure d'une pièce 3D en matériau fibreux. Ref: 0276-ARK11 In the example of the system shown in Figure 1, the device 100 for placing fibers has two superimposed paths. The two series of fibers are brought by the two superimposed paths towards the same direction, these two paths approaching until the two sets of fibers are intercalated to form a homogeneous plane imposed by the size of the fibers, the fibers having constant dimensions. The homogeneous plane is in the form of a strip conveyed so as to pass in front of the heating device 110. This heating device makes it possible, in a few seconds, to reach the desired melting temperature Tf so that the thermoplastic polymer fibers having a melting temperature less than or equal to Tf, melt. The molten polymer adheres to the fibers of the first series (having mineral fibers). After passage to ambient temperature, the strip of fibrous material 10 thus produced can be used as required, for example, be cut by a cutting device 200 to enter the manufacture of mechanical parts. Figure 2 shows a device adapted to the establishment of two sets of fibers on a support 50 serving as a mold to form the structure of a 3D piece of fibrous material.

Dans cet exemple, le dispositif de mise en place des fibres est constitué de deux bras 102 et 103 disposés au dessus d'un plan horizontal entraîné par un système mécanique non représenté de type tapis roulant 101. Plusieurs supports 50 sont disposés sur ce tapis les uns derrières les autres suivant le sans d'avancement. Le bras 102 permet de poser les fibres de la première série 1 sur un support 50 tandis que le bras 103 permet de poser les fibres de la deuxième 2 série sur un support 50 sur lequel les fibres de la première série ont été mises en place. Bien entendu, les bras 102 et 103 sont motorisés de manière à pouvoir être déplacés au plus prés de la surface des supports 50 afin d'avoir une bonne précision dans la mise en place des fibres. Pour l'arrêt net des fibres en bordure des supports 50, le système peut comporter des bras de découpes. Lorsque les supports 50 comportent les deux séries de fibres, ils sont acheminés dans la zone de chauffage. Chaque support 50 est placé face au In this example, the fiber placement device consists of two arms 102 and 103 disposed above a horizontal plane driven by a mechanical system not shown treadmill type 101. Several supports 50 are arranged on this mat the one behind the others following the without advancement. The arm 102 makes it possible to place the fibers of the first series 1 on a support 50 while the arm 103 makes it possible to place the fibers of the second series on a support 50 on which the fibers of the first series have been put in place. Of course, the arms 102 and 103 are motorized so that they can be moved closer to the surface of the supports 50 in order to have a good accuracy in setting up the fibers. For the net stop of the fibers at the edges of the supports 50, the system may comprise cutting arms. When the supports 50 comprise the two sets of fibers, they are conveyed into the heating zone. Each support 50 is placed facing the

Ref : 0276-ARK11 dispositif de chauffage 110 pour permettre la fusion des fibres en polymère thermoplastique de la deuxième série. Le schéma de la figure 3 illustre un support 50 recouvert des deux séries de fibres 1 et 2, vu en coupe transversale. Ref: 0276-ARK11 heater 110 to allow the melting of the thermoplastic polymer fibers of the second series. The diagram of FIG. 3 illustrates a support 50 covered with two sets of fibers 1 and 2, seen in cross section.

Le schéma de la figure 4 permet d'illustrer ce support 50 après fusion des fibres de la deuxième série. Seules les fibres de la première série 1 peuvent être vues sur la coupe. Dans l'exemple du système représenté sur la figure 5, le dispositif de mise en place100 comporte deux voies dont les issues sont en vis-à-vis. Les deux séries de fibres 1 et 2 sont amenées par les deux voies sur un même plan de manière à venir en contact et à s'intercaler dans une zone de vis-à-vis et former un plan homogène imposé par le calibre des fibres. Le plan formé par les deux séries de fibres en contact, passe pendant quelques secondes dans la zone de chauffage prévue pour obtenir la fusion des fibres polymères thermoplastiques. Dans cet exemple le dispositif de calandrage 115 peut assurer en plus la fonction de chauffage et se substituer au dispositif 110. En sortie du dispositif de calandrage, on obtient le matériau fibreux sous forme de bande 10 que l'on peut ensuite exploiter selon les besoins. The diagram of FIG. 4 makes it possible to illustrate this support 50 after melting the fibers of the second series. Only the fibers of the first series 1 can be seen on the section. In the example of the system shown in FIG. 5, the positioning device 100 comprises two channels whose exits are opposite each other. The two series of fibers 1 and 2 are brought by the two paths on the same plane so as to come into contact and to be intercalated in a zone of vis-à-vis and form a homogeneous plane imposed by the size of the fibers. The plane formed by the two sets of fibers in contact, passes for a few seconds in the heating zone provided to obtain the fusion of the thermoplastic polymer fibers. In this example, the calendering device 115 can additionally provide the heating function and substitute for the device 110. At the outlet of the calendering device, the fibrous material is obtained in the form of a strip 10 which can then be used as required. .

Dans cet exemple les deux séries de fibres sont entraînées chacune par un dispositif de type tapis roulant 111 et 112. Il peut avantageusement être prévu des règles 113 et 114 de maintien de l'écartement de fibres sur chacun des tapis. Il est bien entendu que lorsque l'on parle de mettre en contact les fibres en les intercalant, cela ne se limite pas à placer une fibre d'une série entre deux fibres de l'autre série. En effet, les dispositifs de mise en place 100 permettent de placer deux fibres côte à côte d'une même série entre deux fibres de l'autre série. De préférence, un tel agencement sera utilisé de manière à avoir par exemple une fibre minérale pour deux fibres de polymère thermoplastique. In this example, the two series of fibers are each driven by a treadmill type device 111 and 112. It may advantageously be provided rules 113 and 114 for maintaining the spacing of fibers on each of the mats. It is understood that when talking about contacting the fibers by interposing them, this is not limited to placing a fiber of a series between two fibers of the other series. Indeed, the positioning devices 100 allow to place two fibers side by side of the same series between two fibers of the other series. Preferably, such an arrangement will be used to have for example a mineral fiber for two thermoplastic polymer fibers.

Cela ne se limite pas non plus à placer les fibres côte à côte. Il peut être prévu également, dans le cas où les fibres minérales constituent déjà un entrecroisement de type tissage à deux directions, de mettre les fibres de polymère thermoplastique en contact avec ce tissage, par exemple en les This is not limited to placing the fibers side by side. It may also be provided, in the case where the mineral fibers already constitute a weave of two-way weaving type, to put the thermoplastic polymer fibers in contact with this weaving, for example in

Ref : 0276-ARK11 plaçant sur une face du tissage, cette face étant ensuite placée face au dispositif de chauffage. D'autres systèmes comme par exemple les systèmes mécaniques décrits dans les brevets US 6 607 626 ; US 6 939 424 et US 7 235 149 5 pourraient également convenir pour la mise en place des fibres. Ref : 0276-ARK11 Ref: 0276-ARK11 placing on one side of the weaving, this face being then placed facing the heating device. Other systems, for example the mechanical systems described in US Pat. No. 6,607,626; US 6,939,424 and US 7,235,149 could also be suitable for fiber placement. Ref: 0276-ARK11

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique, consistant à i) utiliser au moins deux séries de fibres différentes, une première série de fibres comprenant des fibres minérales et une seconde série de fibres comprenant des fibres de polymère thermoplastique ayant une température de fusion Tf, ii) disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre puis iii) chauffer l'ensemble des deux séries de fibres jusqu'à une température au moins égale à la température de fusion Tf des fibres thermoplastiques et à laisser refroidir l'ensemble jusqu'à la température ambiante. REVENDICATIONS1. A process for producing a thermoplastic polymer prepreg fiber material comprising i) using at least two sets of different fibers, a first series of fibers comprising mineral fibers and a second series of fibers comprising thermoplastic polymer fibers having a melting temperature Tf, ii) arranging the two sets of fibers in contact with each other and then iii) heating all of the two series of fibers to a temperature at least equal to the melting temperature Tf of the thermoplastic fibers and allow all to cool to room temperature. 2. Procédé de fabrication d'un matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux séries de fibres sont mises place de manière à se présenter sous forme de bande ou de nappe, ou ruban. 2. A method of manufacturing a fibrous material pre-impregnated with thermoplastic polymer according to claim 1, characterized in that the two series of fibers are placed so as to be in the form of strip or sheet, or ribbon. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres minérales sont disposées côte à côte ou bien tissées selon deux directions. 3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the mineral fibers are arranged side by side or woven in two directions. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres minérales sont de même nature chimique ou bien de nature différente. 4. The manufacturing method according to claim 3, characterized in that the mineral fibers are of the same chemical nature or of different nature. 5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres minérales sont choisies parmi les fibres de carbone, de verre, de bore, de silice, les fibres naturelles comme le lin, la soie notamment d'araignée, le chanvre, le sisal. 5. Manufacturing process according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral fibers are selected from carbon fibers, glass, boron, silica, natural fibers such as flax, especially silk. spider, hemp, sisal. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première série de fibres comporte des fibres organiques dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion Tf des fibres de la seconde série. Ref : 0276-ARK11 30 6. Manufacturing process according to any one of the preceding claims, characterized in that the first series of fibers comprises organic fibers whose melting temperature is higher than the melting temperature Tf of the fibers of the second series. Ref: 0276-ARK11 30 7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on dispose sur l'assemblage des deux séries de fibres, juste avant l'étape iii) des charges minérales sous forme de poudre, conductrices ou non, comme la silice, de la poudre de métal, du noir de carbone pulvérulent, des fibrilles de carbone, des nanotubes de carbone, ou comme des nanotubes de carbure de silicium, de carbonitrure de bore, de nitrure de bore ou de silicium. 7. Manufacturing process according to any one of the preceding claims, characterized in that there is arranged on the assembly of the two sets of fibers, just before step iii) inorganic fillers in powder form, conductive or not such as silica, metal powder, powdery carbon black, carbon fibrils, carbon nanotubes, or as nanotubes of silicon carbide, boron carbonitride, boron nitride or silicon. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que les charges utilisées sont conductrices de l'électricité et/ou de la chaleur comme les nanotubes de carbone (NTC), les fibrilles (NFC) de carbone ou encore le noir de carbone. 8. Manufacturing process according to claim 7, characterized in that the charges used are electrically conductive and / or heat such as carbon nanotubes (CNTs), fibrils (NFC) carbon or the black of carbon. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on dépose de la poudre de NTC et en ce que cette poudre est déposée directement de manière répartie sur le matériau fibreux. 9. The manufacturing method according to claim 7, characterized in that the CNT powder is deposited and in that this powder is deposited directly distributed on the fibrous material. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 7 caractérisé en ce que, avant la dispersion des charges sur les deux séries de fibres, ces charges sont soumises à un traitement chimique en vue d'améliorer leur adhérence sur les fibres polymériques ou encore soumises à un traitement thermique, supérieur à 900°C et mieux supérieure à 1000°C afin d'éliminer des impuretés métalliques dues à leur procédé de synthèse. 10. The manufacturing method according to claim 7 characterized in that, before the dispersion of the charges on the two sets of fibers, these fillers are subjected to a chemical treatment to improve their adhesion to the polymeric fibers or subjected to a heat treatment, greater than 900 ° C and better than 1000 ° C to remove metal impurities due to their synthesis process. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que les charges sont ni traitées chimiquement ni thermiquement.11. Manufacturing process according to claim 7, characterized in that the charges are neither chemically nor thermally treated. 12 Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de polymère thermoplastique entrant dans la constitution des fibres de la seconde séries de fibres sont constituées d'un seul type de polymère ou de plusieurs polymères ; dans le cas de plusieurs polymères, la température de fusion Tf est celle du polymère de température de fusion la plus élevée. Ref : 0276-ARK1113. Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce que les polymères entrant dans la constitution des fibres de la seconde séries de sont choisis parmi : - les polyéthylènimines (PEI), - les polyimides (PI), - les polyoléfines telles que le polyéthylène notamment haute densité, le polypropylène et les copolymères d'éthylène et/ou de polyprpylène; - les polyuréthanes thermoplastiques (TPU) ; - les polyesters tels que les polyhydroxyalcanoates ; - les polytéréphtalates d'éthylène ou de butylène ; - les polychlorures de vinyle - les polymères siliconés ou fluorosiliconés ; - les poly(alcool de vinyle) - les polyaryléther cétones (PAEK) telle que la polyétheréther cétone 15 (PEEK) et la polyéthercétone cétone (PEKK) ; - les polyamides tels que polyamide tel que le polyamide 6 (PA-6), le polyamide 11 (PA-11), le polyamide 12 (PA-12), le polyamide 6.6 (PA-6.6), le polyamide 4.6 (PA-4.6), le polyamide 6.10 (PA-6.10), le polyamide 6.12 (PA-6.12), les polyamides aromatiques, en particulier les polyphtalamides et 20 l'aramide, et les copolymères blocs, notamment polyamide/polyéther, - les polymères fluorés comprenant au mois un monomère de formule (I) : CFX=CHX' (I) ou X et X' désignent indépendamment un atome d'hydrogène ou 25 d'halogène (en particulier de fluor ou de chlore) ou un radical alkyle perhalogéné (en particulier perfluoré), et de préférence X=F et X'=H, tels que le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), de préférence sous forme a, les copolymères de fluorure de vinylidène avec par exemple l'hexafluoropropylène (HFP), les copolymères fluoroéthylène / propylène 30 (FEP), les copolymères d'éthylène avec soit le fluoroéthylène/propylène (FEP), soit le tétrafluoroéthylène (TFE), soit le perfluorométhylvinyl éther (PMVE), soit le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), certains de ces polymères étant par exemple commercialisés sous la dénomination Kynar ; et -leur mélange. 35 Ref : 0276-ARK1114. Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour les polymères fluorés, on choisit un homopolymère du fluorure de vinylidène (VDF de formule CH2=CF2) ou copolymère du VDF comprenant en poids au moins 50% en masse de VDF et au moins un autre monomère copolymérisable avec le VDF. 15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce que la teneur en VDF est supérieure à 80% en masse, et de préférence 90% en masse, pour assurer une bonne résistance mécanique à la structure de pièces réalisées en matériau fibreux. 16 Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce le comonomère est un monomère fluoré choisi par exemple parmi le fluorure de vinyle; le trifluoroéthylène (VF3); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1,2- difluoroéthylène; le tetrafluoroéthylène (TFE); l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1,3-dioxole); le perfluoro(2,2-diméthyl-1,3-dioxole) (PDD) ou ou une oléfine telle que l'éthylène ou le propylène. 17. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce que le comonomère est choisi parmi le chlorotrifluoroéthylène (CTFE), l'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylène (VF3) et le tétrafluoroéthylène (TFE), de préférence le comonomère est l'HFP. 18. Procédé de fabrication selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour des structures de pièces réalisées en matériau fibreux devant résister à des températures élevées, outre les polymères fluorés, on utilise les PAEK tels que PEK, PEEK, PEKK, PEKEKK. 19. Utilisation du matériau fibreux pré-imprégné de polymère thermoplastique obtenu par le procédé selon la revendication 1, pour la fabrication de structures de pièces mécaniques en 3D, comme les ailes d'avion, le fuselage d'un avion, la coque d'un bateau, les longerons ou spoilers d'une Ref : 0276-ARK11 30automobile, ou des disques de freins, ou encore le corps de vérin ou de volants de direction. 20. Système de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (100) de mise en place des fibres de manière à disposer les deux séries de fibres au contact l'une de l'autre et un dispositif de chauffage (110) des deux séries de fibres comme un chauffage au laser ou une torche à plasma ou un four à infra rouge. 21. Système de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de calandrage (115) des deux séries de fibres. Ref : 0276-ARK11 12. Manufacturing method according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermoplastic polymer fibers forming part of the fibers of the second series of fibers consist of a single type of polymer or of several polymers; in the case of several polymers, the melting temperature Tf is that of the highest melting temperature polymer. Ref: 0276-ARK1113. Manufacturing process according to claim 12, characterized in that the polymers forming part of the fibers of the second series of are chosen from: polyethylenimines (PEI), polyimides (PI), polyolefins such as polyethylene especially high density polypropylene and copolymers of ethylene and / or polypropylene; thermoplastic polyurethanes (TPU); polyesters such as polyhydroxyalkanoates; polyethylene terephthalate or butylene; polyvinyl chlorides - silicone or fluorosilicone polymers; poly (vinyl alcohol) - polyaryletherketones (PAEK) such as polyetheretherketone (PEEK) and polyetherketoneketone (PEKK); polyamides such as polyamide such as polyamide 6 (PA-6), polyamide 11 (PA-11), polyamide 12 (PA-12), polyamide 6.6 (PA-6.6), polyamide 4.6 (PA-6), 4.6), polyamide 6.10 (PA-6.10), polyamide 6.12 (PA-6.12), aromatic polyamides, in particular polyphthalamides and aramid, and block copolymers, in particular polyamide / polyether, - fluorinated polymers comprising to the month a monomer of formula (I): CFX = CHX '(I) where X and X' independently denote a hydrogen or halogen atom (in particular fluorine or chlorine) or a perhalogenated alkyl radical (in perfluorinated compound), and preferably X = F and X '= H, such as polyvinylidene fluoride (PVDF), preferably in a form, the copolymers of vinylidene fluoride with for example hexafluoropropylene (HFP) , fluoroethylene / propylene copolymers (FEP), copolymers of ethylene with either fluoroethylene / propylene (FEP) or tetrafluoroethyl lene (TFE), either perfluoromethylvinyl ether (PMVE) or chlorotrifluoroethylene (CTFE), some of these polymers being for example marketed under the name Kynar; and their mixture. Ref. 0276-ARK1114. Production method according to Claim 13, characterized in that, for the fluoropolymers, a homopolymer of vinylidene fluoride (VDF of formula CH2 = CF2) or VDF copolymer comprising at least 50% by weight of VDF and at least 50% by weight of VDF is chosen. minus another monomer copolymerizable with VDF. 15. The manufacturing method according to claim 14, characterized in that the VDF content is greater than 80% by weight, and preferably 90% by weight, to ensure good mechanical strength to the structure of parts made of fibrous material. 16. The manufacturing method according to claim 14, characterized in that the comonomer is a fluorinated monomer chosen for example from vinyl fluoride; trifluoroethylene (VF3); chlorotrifluoroethylene (CTFE); 1,2-difluoroethylene; tetrafluoroethylene (TFE); hexafluoropropylene (HFP); perfluoro (alkyl vinyl) ethers such as perfluoro (methyl vinyl) ether (PMVE), perfluoro (ethyl vinyl) ether (PEVE) and perfluoro (propyl vinyl) ether (PPVE); perfluoro (1,3-dioxole); perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) (PDD) or an olefin such as ethylene or propylene. 17. The manufacturing method according to claim 14, characterized in that the comonomer is chosen from chlorotrifluoroethylene (CTFE), hexafluoropropylene (HFP), trifluoroethylene (VF3) and tetrafluoroethylene (TFE), preferably the comonomer is HFP. 18. Manufacturing process according to claim 13, characterized in that for structures of parts made of fibrous material to withstand high temperatures, in addition to the fluorinated polymers, PAEK such as PEK, PEEK, PEKK, PEKEKK are used. 19. Use of the fibrous material prepreg of thermoplastic polymer obtained by the process according to claim 1, for the manufacture of 3D mechanical component structures, such as airplane wings, the fuselage of an aircraft, the hull of a boat, the spars or spoilers of a car, or brake discs, or the body of the cylinder or steering wheels. 20. System for implementing the method according to claim 1 characterized in that it comprises a device (100) for placing the fibers so as to arrange the two sets of fibers in contact with each other and a heater (110) of the two series of fibers such as a laser heater or a plasma torch or an infrared furnace. 21. System for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a calendering device (115) of the two series of fibers. Ref: 0276-ARK11
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