Matérieux Composites

Remarque : Article "composites" issu de mon site perso initial de 2005 (certaines choses sont peut être obsolètes !).

Le matériel

1 : Les résines que j'utilise

• La résine polyester : j'utilise cette résine pour réaliser les moules, fabriquer des congés, coller des pièces en bois, etc. Cette résine a un énorme avantage : son prix ! Cela permet de ne pas hésiter à charger un moule ou autre. Elle a quelques inconvénients tout de même : elle n'est pas très bien adaptée à la stratification en couche mince (réalisation de pièce comme un fuselage par ex) car elle est très "cassante", elle ne pourra pas être employée sur du polystyrène et styro et enfin... elle sent très très fort (ça pue quoi !). A utiliser dans un local ventilé.
• La résine époxy : je l'utilise pour mouler mes pièces. Cette résine a l'avantage de bien se travailler, elle reste "souple" une fois sèche, elle peut s'employer sur du polystyrène, l'odeur est faible (mais très toxique). L'inconvénient majeur est son prix prohibitif ! Il existe énormément de type de résine époxy, une pour chaque usage. Pour l'usage "modéliste", on recherche la résine la plus fluide possible (gain de masse).

J'achète la résine polyester dans une société de chaudronnerie plastique, cette société utilise à longueur de journée ce type de produit. J'achète la résine en "gros". Elle est déjà accélérée, il reste à mettre le catalyseur dedans (2% en masse).

Pour la résine époxy, j'ai testé pas mal de marques différentes. Ma préférée, c'est la résine époxy "haut module" vendue par Airtech (pub gratuite). Malheureusement, elle est très chère et il faut ajouter les frais de port... Finalement, je me suis rabattu sur de la résine époxy "Soloplast" vendue en grande surface, très disponible et plus abordable. Cette résine est moins fluide et le "pot-life" est plus réduit, mais au final, les pièces moulées sont nickel.

2 : Le gel-coat

J'utilise du gel coat polyester.

Il existe deux types de gel coat, le gel coat de moulage et le gel coat de finition.

Le gel coat que j'utilise est du gel coat de moulage "pistolable". Il est plus liquide que le gel coat de moulage "pinceau". J'utilise le gel coat "pistolable" au pinceau, car il faut un pistolet avec une buse monstrueuse pour que le produit passe, et à chaque fois que j'ai essayé de diluer le gel coat, j'ai eu de très mauvaises surprises.

Mon gel coat est teinté dans une couleur vive, ce qui permet, lorsque l'on passe le gel coat de finition dans le moule (généralement du blanc) de bien voir ce que l'on fait.

3 : Les adjuvants

Il est quelques fois nécessaire de réaliser des congés ou simplement épaissir la résine. Il y a deux produits que l'on peut ajouter :

• La silice : empêche la résine de couler, permet de faire des congés en béton (on peut même percer et tarauder dedans). Pratique aussi pour des réparations sur du bois ou autre.
• Le micro-ballon : permet "d'alléger" la texture de la résine. Utilise pour réaliser des congés, combler un trou, fermer un moule, etc.

Mélangé à de la résine (polyester ou époxy), la silice ou le micro-ballon peuvent être posés avec une spatule, ou mieux, disposés dans une seringue pour appliquer la bonne dose au bon endroit.

Pour info, j'achète ces produits chez Airtech (pub gratuite).

4 : les agents démoulants

La méthode traditionnelle est l'application d'une cire "dure" posée au coton ou à la mousse sur la pièce à traiter, laisser sécher (longtemps...) et lustrer avec un coton (ou une lustreuse si la pièce est grande). Franchement, cette méthode ne m'a jamais déçu, j'utilise de plus une cire de très bonne qualité (Meguiar's Paste Wax #16). Le principal problème est lié au temps nécessaire à la préparation de la pièce ! En moyenne, j'applique 8 à 10 couches, j'attends 8 heures entre chaque couche (recommandation du fabricant de la cire), c'est long.

Une autre alternative est l'utilisation d'une cire "liquide". Cette cire est plus simple à appliquer, elle sèche plus rapidement (1heure). L'inconvénient que j'ai trouvé à cette cire, c'est qu'elle est très difficile à lustrer à fond, il reste toujours des traces des couches précédentes, on les retrouve donc sur le moule. Le gain de temps est par contre énorme, si la finition "hyper brillant" n'est pas votre but ultime, c'est une bonne solution. La cire liquide "Soloplast" est bonne et disponible partout.

Dernière possibilité que je connais : l'alcool polyvinilique (PVA). Ce produit se présente sous la forme d'un liquide, généralement teinté. Ce produit se pose au pinceau, au tampon ou au pistolet. En séchant, il forme un film qui isole la pièce à mouler ! Le démoulage sera fait en injectant de l'eau chaude entre le moule et la pièce, le produit sera dissous par l'eau. Il est possible d'associer le PVA à un agent de démoulage classique. Cette technique est utilisée, par exemple, pour surmouler un fuselage en étant sûr de ne pas avoir de mauvaises surprises lors de l'ouverture du moule . Personnellement, je n'utilise pas le PVA, car je n'ai pas eu de bons résultats.

5 : La plastiline

C'est une pâte à modeler qui résiste aux différents produits composites. Il existe de la molle, moyenne et dure. Il faut bien malaxer la pâte pour bien la ramollir et qu'elle se place bien entre la pièce et le plan de joint. On peut l'utiliser aussi pour boucher un trou sur la pièce à mouler et autre.

La plastiline est vendue au poids (pain de 1Kg). J'ai la chance de n'avoir pu acheter que 100g de plastiline chez mon fournisseur, largement suffisant pour réaliser quelques moules en usage "modélisme" !

6 : Les fibres

• Le mat de verre : pour notre usage, il est uniquement utile à la réalisation d'un moule. J'utilise principalement du mat 450g et de temps en temps un peu de mat 300g (première couche sur pièces fragiles). Le mat de verre "boit" beaucoup, il faut vraiment bien le nourrir en résine.
• Le sergé 163g : c'est finalement le tissu de verre que j'utilise maintenant partout pour réaliser mes pièces ! Suivant la nature de la pièce, j'utilise entre 2 et 3 couches. Je ne me casse plus la tête à monter des couches de différents gramages, le résultat est vraiment très bon pour l'usage.
• Bande carbone : j'utilise de la bande de carbone (1 à 5 cm de large) pour réaliser des renforts pontuels (passage d 'une vis, point de rupture, etc).

7 : Accessoires

Pour la pose du gel-coat et de la résine, j'utilise un pinceau "standard". Astuce : j'achète uniquement des pinceaux avec manche "bois" sans peinture ou plastification, cela ne fait pas bon ménage avec l'acétone nécessaire pour le nettoyage !

Pour "débuller" le mat de verre sur des "grands " moules (fuselages), j'utilise un rouleau débulleur. C'est facile de le fabriquer soi-même, ou très abordables dans le commerce, pour les petits moules, ce n'est pas nécessaire.

Je garde aussi quelques bouteilles d'eau minérale, que je coupe en deux pour préparer mon gel coat, de la résine + silice et autre. Je jette au fur et a mesure.

Pour le mélange de la résine de stratification, j'utilise simplement des bacs de glace vides ! La résine sèche, ne colle pas sur cette matière, je peux "démouler" la résine solidifiée et réutiliser le bac.

8 : les bonnes adresses

Dans ma région, j'ai pris contact avec les sociétés qui travaillent dans le domaine des composites.

J'ai tout simplement téléphoné et expliqué ce que je faisais (modélisme). Dans certaines sociétés, l'accueil ne fut pas très bon...

Je suis finalement "tombé" sur une société très sympathique et prête à me vendre des produits. C'est via cette société que j'obtiens la résine polyester, le gel coat, la plastiline et le mat de verre. Bref tout pour faire un moule. J'apporte mes bidons et zou. Le prix est très bien placé par rapport aux grande surfaces ou autres magasins "spécialisés", de toute façon, sans ce contact, je ne ferais pas/plus de moule car le prix de réalisation d'un moule n'est tout de même pas négligeable.

Je remercie donc au passage la société B.M.P à Caen pour les produits et les conseils.

Pour la stratification en couches minces (c'est le terme pro... c'est bô hein ?), c.à.d la résine époxy, les adjuvants, le tissu de verre, il y a plusieurs sources.

La société  Airtech, bien connu pour ces kits de planeurs (pixel, altus et autres).

Un grossiste qui vends aux particuliers : Sicomin (la résine SurfClear est très bonne).

Toujours prêt ? alors on passe à la suite !

Réalisation d'un moule

Pour ce tutoriel, j'ai utilisé une bulle existante (surmoulage), mais il est tout à fait possible d'utiliser cette méthodologie pour mouler sur un master fabriqué par vos soins. La réalisation d'un master sera détaillée ultérieurement.

Remarque : j'ai "copié" cette bulle pour mon propre usage et pas dans un but commercial (pas de revente).

Il sera nécessaire de préparer la bulle avant de commencer le moulage. En effet, la bulle est trop molle, on ne pourra pas mouler sur une telle surface. J'ai donc placé des morceaux de baguettes 10*10 en balsa dans la bulle (collés avec une goutte de cyano) pour rigidifier la structure.

Le gel coat et la  résine sont de type polyester. Les vapeurs et poussières sont nocives : PROTEGEZ-VOUS.

Etape 1 : Le plan de joint

Pour réaliser un moule, il faut réaliser un "plan de joint". Le plan de joint est l'exact plan médian de la pièce à mouler. Il est important de choisir le plan pour permettre le démoulage facile de la pièce ! Dans le cas de notre bulle, le plan de joint est déjà matérialisé par les traces de son moulage initial.

Le plan de joint sera réalisé dans une plaque de mélaminé. Le mélaminé est pratique (le gel coat de moulage adhère très peu naturellement sur cette surface), le prix d'une plaque est modéré et facile à couper.

Il faut projeter le profil de la pièce à mouler sur la planche de mélaminé. Vu la pièce à mouler, difficile de projeter la forme de manière optimale. J'utilise donc régulièrement des morceaux de "dépron " que je façonne au fur et à mesure pour obtenir le profil parfait, que je reporte sur le morceau de mélaminé.

J'utilise une scie sauteuse pour découper la forme intérieure, (astuce : avec une lame de type "métaux" pour ne pas arracher le plaquage de surface). 

Il faut que la pièce à mouler rentre pile-poil dans ce plan de joint, sans forcer.

Reste à positionner la pièce au mieux, et la maintenir avec des tasseaux sous le plan de joint. Il est impératif que la pièce soit maintenue et ne bouge plus pour la suite correcte des opérations. Je réalise aussi des pieds pour que le couple plan de joint / pièce soit très stable.

Pour parfaire ce "plan de joint", il est nécessaire de combler l'espace qui subsiste entre la bulle et le mélaminé. On utilise alors une pâte à modeler spéciale, la plastiline. Il faut bien chauffer la plastiline dans ses mains pour la ramollir, façonner un petit boudin, le placer sur l'espace à combler et lisser avec une carte téléphonique. Cette étape va conditionner la qualité finale de votre plan de joint sur les futures pièces qui sortiront de ce moule !

Le plan de joint est terminé, tout est propre (important), on passe à la suite.

Etape 2  : Cire

Il faut maintenant appliquer un agent démoulant sur toute la surface à mouler, sur la bulle mais aussi sur le plan de joint. Bien mettre de la cire partout, sans vouloir en mettre beaucoup à chaque fois (cela ne sert a rien). Suivant les recommandations du fournisseur, laissez durcir  complètement la cire, si la pièce est lustrée trop tôt , toute la cire appliquée sera enlevé, ce n'est évidemment pas trop le but.

J'utilise du coton pour lustrer, il faut lustrer pour obtenir un bon brillant. Personnellement, je passe 8 à 10 couches de cire avant de passer à l'étape suivant. Cela peut paraître énorme, mais je n'ai JAMAIS eu de problème lors du démoulage !

Je vous laisse deviner les temps d'attente que cela génère, il faut être patient.

Etape 3  : Le gel coat.

La dernière couche de cire a été parfaitement lustrée, tout est propre, il est temps de passer à la pose du gel coat. Le gel coat permet de prendre l'empreinte parfaite de la forme à mouler.

Préparez une quantité suffisante de gel coat pour recouvrir la forme mais aussi 10 cm autour de celle-ci. Pour ce moule, j'ai préparé 100g de gel coat. Ajouter le durcisseur, ne pas doubler les doses, sinon le gelcoat va tirer trop vite et il y aura des effets sur la qualité finale du moulage.

Je passe mon gel coat avec un pinceau, une couche bien grasse est nécessaire. Lorsque la pièce est complètement recouverte, on ne touche plus ! Je laisse poser au moins 8h avant de passer la première couche de mat de verre.

Etape 4  : Première couche de mat de verre

Si le gel coat était suffisament résistant, on pourrait quasiment dire que la première partie du moule est terminée ! Malheureusement, le gel coat est très cassant, il va falloir renforcer cette structure. Le mat de verre va permettre de durcir et "gonfler" le premier 1/2 moule.

La première couche devra être posée avec soin, le gel coat est fragile. J'utilise du mat de verre de 300g pour la première couche. J'évite de taper trop fort avec mon pinceau pour nourrir en résine le mat, je mouille beaucoup le mat de verre et je travaille avec de la patience.

Astuce : Pour renforcer l'angle formé entre la bulle et le plan de joint, je fais un congé de résine + silice avant de poser le mat, car même si le mat se plie à toutes les formes facilement, il sera difficile d'avoir de la matière à cet endroit.

Pour passer à l'étape suivante, j'attends que la résine ne colle plus aux doigts.

Remarque : il n'est pas nécessaire et même conseillé de réaliser toutes les couches de mat de verre en une seule fois. Les réactions exothermiques (dégagement de chaleur) pourraient déformer le moule. Il n'y a aucun problème d'accroche entre les couches lorsque l'on travaille avec de la résine polyester (pas vrai dans le cas de la réalisation d'un moule epoxy).

Etape 5  : Epaissir le moule

Il est maintenant possible de stratifier des couches de mat de verre supplémentaires. J'ai choisi de ne pas réaliser un moule trop épais. D'expérience, mes moules sont toujours bien trop épais, et pour un usage "amateur", donc vu le faible nombre de pièces sorties avec un moule, une épaisseur moindre est largement suffisante. Dans le cas de cette bulle, la pièce n'est pas très grande et la pièce à mouler sera très accessible, un moule fin suffit (avec autant d'€ de gagné au passage !). Si vous moulez un fuselage, il faudra faire un peu plus épais.

J'ai stratifié 2 couches de mat de verre 450g.

Astuce : J'en profite pour placer des morceaux de bois qui vont renforcer le plant de joint et permettre de percer les trous de fixation des 2 demi-coquilles dans de bonne conditions.

Je laisse poser 1 nuit.

Etape 6  : Démouler le plan de joint

Tout est bien sec. Il faut démouler le plan de joint, c.à.d séparer le premier demi moule et la pièce à mouler du plan de joint. ATTENTION, il ne faut pas démouler la pièce à ce moment !

Introduite une petite cale en bois entre le plan de joint et le moule tout doucement. Maintenir par le dessous la pièce pour éviter qu'elle se démoule. Placez d'autres petits morceaux de bois si nécessaire autour du moule. Mais si la partie "cire" a été bien faite, le demi moule se détache quasi tout seul du plan de joint.

Le plan de joint en mélaminé ne sert plus à rien maintenant ! Découpez les surplus de mat qui n'ont pas été mouillés à la résine.

Astuce : je passe un coup de papier de verre "gros grain" sur toute la surface extérieure du moule pour me débarrasser des épines en fibres de verre qui dépassent ici ou là, sinon gare aux mains !

On retourne le moule, on va utiliser le plan de joint créé par le gel coat + mat de verre pour mouler directement le deuxième demi-moule dessus ! Nettoyez les restes de plastiline. Tout doit être propre.

Etape 7  : Cire

Et oui... encore ! C'est reparti pour 10 couches. Il faut cirer la bulle ET le plan de joint en gel coat.

COURAGE.

Etape 8  : Gel Coat, le retour

On reprend toutes les opérations déjà faites pour le premier demi moule... rien de plus.

Etape 9  : Epaissir

Monter la première couche de mat 300g (ne pas oublier le congé de résine + silice), laissez sécher, puis les 2 couches de 450g et finalement les renforts en bois tout autour. Laissez poser 1 nuit.

Etape 10  : Finitions

Avant d'ouvrir... il faut effectuer la finition.

• Couper l'excédent de fibre autour du moule (au plus juste) avec une lame de scie à métaux ou disque à tronçonner (attention à la poussière !). Finir les bords avec une ponceuse électrique + gros grain.
• Faire les trous de fixation des demi-moules (un trou tous les 10cm est suffisant)
• Nettoyer si nécessaire les coulures de résine qui pourraient gêner l'ouverture du moule.

Ca y est... c'est prêt pour l'ouverture... Glubs.

Etape 11  : Silence, on ouvre !

C'est le grand moment. Après quelques heures de boulot (quelques... le mot est faible), il faut ouvrir. J'utilise des morceaux de bois, fins, épais... enfin tout ce qu'il y a dans la boîte à chutes !

Trouver un endroit facile pour insérer le premier morceau (ctp 3/10 !), enchaîner avec plusieurs morceaux répartis autour du moule. Généralement, on commence à entendre les premiers "CRACK", c'est bon signe. Il faut être patient, vérifier qu'il n'y a pas d'accroche et augmenter tout doucement l'épaisseur des cales en bois.

Et CRACK, un premier demi moule est relâché !

Reste à sortir la bulle du deuxième demi moule, prendre son temps, la bulle est souple (j'ai enlevé mes baguettes en bois à l'intérieur pour cette étape), elle sort toute seule.

C'est Boooooooo ! Le moule est parfait, j'ai récupéré le brillant de la pièce d'origine. Je peaufine le ponçage des dernières arêtes sur les deux coquilles, et grand dépoussiérage.

La bulle d'origine est nickel, OUF.

Le moule est terminé. Le résultat est à la hauteur de mes espérances.
La suite ? Mouler une bulle bien sûr !