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jeudi 22 juin 2017

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Les matériaux composites

Construction du mannequin de moule

Philippe Hémery

La construction d’un mannequin de moule ne diffère de la construction d’une coque (puisqu’il est question ici de la fabrication d’un moule de coque) que par la finition et quelques détails que nous allons aborder.

Vous allez donc construire une coque en tous points pareils au modèle définitif. Dès le début, votre souci principal va être : pourrai-je démouler ? En effet, toutes les formes ne sont pas démoulables. C’est le principe du chapeau : les formes doivent être, au pire, verticales sinon pouvoir entrer dans un cône qui partirait de la base et ceci sans renflement intérieur.

Si votre coque a du frégatage, c’est à dire que la coque est très arrondie et que le maître bau (plus grande largeur) n’est pas au niveau du pont mais plus bas, cette forme n’est pas démoulable. Il faudra fabriquer 2 demis moules dans le sens de la longueur, le long de l’étrave et de la quille.

Par ailleurs mais toujours dans l’optique du démoulage, il faut proscrire tout angle droit qui présenterai une arrête. Les angles doivent être arrondis, les tissus imprégnés n’épousent pas les angles droits. Par contre, si cet angle doit, pour une raison technique, être le plus saillant possible, après le passage du gel coat, il faudra à l’aide de microballons mélangés à l’époxy (voir les proportions) créer un arrondi (bien entendu quand l’angle est en « creux »). Pour les angles en « vifs » il sera malheureusement nécessaire de retoucher le moule et, à ce moment là, travailler en « creux ».

Après ces généralités, débutons la construction. le but final est de construire une coque (prenons cet exemple) en stratifié d’époxy.

Je profite d’avoir utilisé le terme de « stratifié d’époxy » pour (à nouveau diverger) une mise au point du langage utilisé dans ces articles. Je ne parlerai jamais de « composites » tant qu’il ne s’agira que d’une résine et de son tissus de renfort. Le « composite » entraîne obligatoirement l’adjonction d’un matériau supplémentaire dans notre stratifié. Cet ensemble a été, un temps appelé : « sandwich » avant d’être baptisé « composites » (terme également utilisé par les anglo-saxons, est-ce un hasard !). Par la suite et par extension, on a, à tort, appeler « composites » tout ce qui était fabriqué avec de la résine. Je suis de la vieille école (1982/85) même si je suis resté très à l’écoute et formé aux évolutions techniques, qui ne comprennent pas celles du langage. Pour finir cette parenthèse, le BEP s’appelle : « stratifieur en thermodurcissables » et le BTS : « technicien en stratifiés thermodurcissables ». Pas de « composites » là-dedans ! (le terme « Les matériaux composites » a pourtant été retenu pour la série d’article car il s’avère que ce terme apparaît souvent dans les recherches des internautes, N.D.L.R.)

Je reviens donc à ma coque finale en stratifié d’époxy. Le principe serait de prendre son empreinte pour la dupliquer. Mais nous n’avons pas cette coque et il va donc falloir la construire pour en prendre son empreinte (le moule) dans laquelle sera construite la pièce finale. Cette première coque (mannequin) devra être en tout point identique à l’objet final à réaliser.

Il ne faut pas construire cette coque avec l’idée de la faire naviguer plus tard. Elle devra être d’une rigidité exemplaire, l’échantillonnage des matériaux de construction qui seront utilisés sera renforcé. Les couples seront, soit augmentés soit consolidés entre eux par des lisses de bonnes section sur lesquels viendront se coller les lattes de bordé, collées elles-même champ contre champ. Je ne vous donnerai pas ici de façon intangible des dimensions strictes au niveau des différentes épaisseurs ni des qualités de bois à utiliser : faites comme d’habitude pour une coque navigante en bois en renforçant l’échantillonage dans le sens dont je viens de parler.

A titre personnel, je mets un couple plein de 5mm tous les 5 à 7cm, et j’utilise des lattes de 5 à 7mm de large (selon la courbure) en samba de 2mm collées champ contre champ.

Photo 1

Mise en place des couples du mannequin sur le chantier. La construction est classique si ce n’est que les couples n’ont pas besoin d’être évidés. (Il s’agit d’un IOM, le Little Wing, plan Détriché paru dans RC Marine)

Une fois bordée, la coque sera légèrement poncée pour ne pas trop diminuer l’épaisseur puis mastiquée avec un mélange d’époxy et de Wood Fill 130 que l’on peut utiliser en bonne épaisseur, qui est sans rétrain (au contraire du mastic polyester) et qui, séchant en 30mn environ (selon le type de durcisseur) permet de bien le travailler, ne pas en mettre trop ou pas assez, en gros : ne pas être à la bourre ! Son ponçage est aussi facile qu’avec du mastic polyester. Il ne restera plus après ponçage qu’à passer un enduit fin type Glass Cell 10 qui sera poncé avec des papiers de plus en plus fin en finissant au 600 à l’eau. La surface est alors lisse, ne présente plus aucune aspérité et est parfaitement étanche.

À ce stade il y a 2 solutions : cirer directement sur l’enduit ou passer une peinture (obligatoirement polyuréthanne bi-composant question de compatibilité et de qualité d’étanchéité, il serait stupide d’appliquer une peinture moins étanche que l’enduit) avec le risque de « peau d’orange » ou de légères coulures. À titre personnel et en activité je ne faisais pas peindre.

Il vous reste à renforcer par l’intérieur la première latte de bordé avec une lisse suffisamment épaisse pour que, au moment du démoulage et juste avant celui-ci, l’outil à tronçonner le stratifié qui dépasse trouve un bon appui et à fixer le mannequin solidement à 2 ou 3cm de hauteur (pour laisser les tissus tomber droits) sur une planche qui ne risque rien (coulures de résine, ...).

Vous êtes prêt pour l’étape suivante : Fabrication du moule.

Photo 2

Les couples sont en CTP ordinaire de 5mm et espacé de 10cm. Les premières lisses (samba de 3mm d’épaisseur, plus l’écart entre les couples est important, plus les lisses doivent être épaisses) sont posées. Notez que la lisse de quille a la chant noirci pour bien repérer l’axe du mannequin quand il sera terminé.

Photo 3

Le mannequin est bordé. Il ne reste plus que la clore à mettre en place.

Photo 4

Le mannequin est mastiqué. Ici du mastic polyester a été utilisé mais l’époxy donne de meilleurs résultats

Photo 5

Le mannequin est peint puis poli de manière à présenter un fini impeccable. Ici de la peinture aux alkyde-uréthane (monocomposant) a été employée avec quelques déboires par la suite. Un moule en une seule partie est prévu ici. Un petit truc pour terminer, pensez à marquer en creux sur le mannequin les emplacements des éventuels appendices, mêches de safran, tubes d’étambot, etc. De cette manière, ils apparaîtront en bosse dans le moule et seront répliqués dans chacune des coques tirées, facilitant ainsi l’installation des éléments en question.