Brevet FR2038178A1 — publié le 19710108

'11912 i 2038178 La présente Invention concerne un procédé de fabrication d'un objet à base de fibres et plus particulièrement, mais non exclusivement, d'une aube à profil aérodynamique pour machine à écoulement de fluide telle qu'un moteur â turbine à gaz Dans le présent mémoire, le mot"aube" ,est employé dans son sens le plus far-5 ge et comprend des organes tels que des aubages de stator. La présente invention propose un procédé de fabrication d'objet fibreux consistant à utiliser au moins un conformateur dont au moins une des faces est pourvue de cavités ou sillons pratiquement parallèles, à déposer une pluralité de brins transversaux de matière fibreuse sur le ou sur chaque conformateur de façon que lesdits 10 brins s 'étendent transversalement auxdits sillons et soient espacés les uns des autres dans la longueur desdits sillons a déposer un brin longitudinal de matière fibreuse dans chacun desdits sillons de façon que lesdits brins longitudinaux s'étendent au-dessus desdits brins transversaux et fassent s'enfoncer des parties correspondantes de ces derniers dans les sillons, à conformer au moins un ensemble fibreux ayant la 15 forme de ladite face correspondante en unissant par un liant les brins transversaux et longitudinaux pendant qu'ils sont sur le conformateur et à séparer ledit ou chacun desdits ensembles, du conformateur. De préférence,les brins transversaux sont constitués par des portions d'au moins un brin transversal unique de matière fibreuse .11 peut donc y avoir une paire au moins desdits ccnformateurs, opposés dos à dos 20 autour de laquelle ledit ou chacun desdits brins transversaux uniques, sont enroulés de façon que lesdites portions soient des parties de deux desdits ensembles. De préférence , les brins longitudinaux sont constitues par des portions d'au moins un brin longitudinal unique de matière fibreuse.On peut donc avoir une paire au moins des dits conformateurs, alignés l'un sur l'autre et espacés longitudinalement l'un de 25 l'autre dans le sens des sillons, autour de laquelle ledit ou chacun desdits brins longitudinaux uniques sont enroulés de façon que lesdites portions soient des parties de deux desdits ensembles. Après avoir été séparés de leur conformateur, les ensembles fibreux sont de préférence, séparés l'un de 1 'autre. Après avoir séparé les ensembles fibreux de 30 leur conformateur, on peut enrouler transversalement sur le ou lesdits ensembles un supplément de matière fibreuse. De plus, après ladite opération de séparation, on peut disposer à une extrémité dudit, ou de chacun desdits ensembles fibreux,au moins une couche d'un matériau adéquat, qui sera intimement lié audit ensemble au moyen de matière fibreuse additionnelle s'étendant selon la longueur de l'ensemble. Cette matière fibreuse additionnelle pourra être piquée à travers ledit ensemble. 35 Ledit matériau adéquat pourra être une matière moulable renforcée de fi bres, l'objet à réaliser étant obtenu finalement par moulage. 70 11912 2 2038173 Le procédé peut être utilisé pour la fabrication d'une aube de profil aérodynamique, destinée à être utilisée dans une machine â écoulement de fluide. L'invention concerne également un objet fibreux obtenu par îe procédé décrit ci-dessus. 5 On décrira maintenant, plus en détail l'invention, en se référant aux dessins annexés, dbnnës uniquement â titre d'exemple et dans lesquels : - Les figures 1, 2, 4 et 5 représentent sc'nématiquement diverses phases d'or!® opération de fabrication d'un objet fibreux, conformément à la présente Invention, 10 - La figure 3, qui est une coupe selon la ligne A-Â de la figure 2, re présente «a forme de s'ensemble obtenu après Sa phase du procédé représentée à Sa figure 2 ; sf - - La figure 6 est une coupe schématique de l'aube après la phase du procédé représentée à la figure 5.. 15 Les dessins représentent schématiquement la fabrication d'une aube de rotor de compresseur sn matière renforcée de fibres, pour moteur à turbine à gaz. La fibre utilisé© peut être une fibre de carbone obtenue a partir de polyacrylo-nifrils, cette fibre servant à renforcer une aube en résine synthétique moulable te!!© qu!une résine êpoxy, mais on pourra utiliser beaucoup d'autres matières 20 pour constituer ! 'aube sn question. C'est ainsi que la matière fibreuse peut être métallique, par exemple en bore, et elle peut être aussi faîte de carbone ou cF'jn rnêral, et recouverte d'un métal, te! que du nickel, ou d'une matière carbo-nacëe . Cependant, pour la commodité de la description, le procédé sera décrit ici en supposant que l'aube est constituée par de la matière fibreuse carbonacée, 25 obtenue à partir de palyacrylonîtrîle, enduite d'une résine époxy non cuite ou partiellement cuite. . , Dans la première étape du procédé, représenté à la figure 1, on utilise un conformateur métallique 10 dont la surface 11 est ondulée car elle présente une pluralité de sillons 12 essentiellement parallèles et s'étendant longitudina-30 lement. Le conformateur 10 est traité au moyén d'un agent de démoulage et on pose dessus une pluralité de brins transversaux de matière fibreuse 13 de façon que ces derniers s'étendent transversalement aux creux 12 et soient séparés les uns des autres dans le sens de la longueur desdits sillons. Bien que sur la figure 1 on ait représenté les brins transversaux 13 com 70 11912 3 '2038178 plètement indépendants les uns des autres, il y a avantage en pratique à ce qu'ils soient des portions d'au moins un brin unique transversal de matière fibreuse. Ceci s'obtient facilement en disposant au moins une paire de conformateurs 10 dos à dos et en enroulant autour le, ou chacun desdits brins uniques transversaux 5 qui constitueront finalement deux ensembles fibreux. Dans la seconde étape du procédé, représentée à la figure 2, un brin longitudinal 14 de matière fibreuse est placé dans chaque sillon 12 et tendu de façon à s'étendre sur les brins transversaux 13 et à en pousser les parties correspondantes à l'intérieur des sillons 12. Ceci étant fait, on applique un liant à 10 l'ensemble des brins 13 et 14 de façon à les fixer ensemble et à donner à cet ensemble, la forme de la surface 11. Après l'application du liant, qui a lieu bien entendu quand les brins transversaux et longitudinaux 13, 14 sont encore sur le conformateur 10, on procède à la séparation de l'ensemble ainsi obtenu et du conformateur 10. L'ensem-15 ble obtenu est indiqué en 15 sur la figure 3. Bien qu'on ait décrit ci-dessus les brins longitudinaux 14 comme s'ils étaient indépendants les uns des autres, il est plus commode qu'ils soient constitués par des portions d'au moins un brin longitudinal unique de matière fibreuse. Ceci peut être réalisé, par exemple, en utilisant au moins une paire de conforma-20 teurs 10, alignés longitudinalement l'un sur l'autre et espacés l'un de l'autre dans le sens des sillons 12, le ou chacun desdits brins longitudinaux uniques, étant enroulé autour de ladite paire de conformateurs 10 de façon que lesdites portions entrent dans la constitution de deux ensembles 15 finalement réalisés. Quand on utilise ainsi des paires de conformateurs, ils sont ensuite reti-25 rés et les ensembles fibreux formés sur leurs surfaces 11 sont séparés l'un de l'autre. Avant de retirer Je ou les conformateurs, on pourra fixer les extrémités des brins longitudinaux 14 au moyen de pinces. Après le retrait du ou des conformateurs, un supplément de matière fi-30 breuse 16 est enroulé transversalement autour de chaque ensemble 15. Ceci pourra s'effectuer en enroulant des boucles de matière 16 autour de l'ensemble 15. On voit immédiatement que les brins longitudinaux 14, quand l'aube obtenue est montée dans un moteur à turbine à gaz, s'étendent radialement par rapport à ce->1-ci tandis que les brins transversaux 13 s'étendent axîalement. 70 11912 4 2038178 Sous sa forme définitive, cependant, cette aube doit avoir une base 20 plus épaisse (figure 6) qui est constituée par un certain nombre de couches 21 d'un matériau tel qu'un plastique renforcé de fibres de verre. Chacune desdites couches 21 est disposée à une extrémité du produit obtenu à la fin de l'étape 5 représentée à la figure 4 et elle lui est intimement liée au moyen de matière fibreuse additionnelle 22 disposée dans le sens de la longueur de l'ensemble et piquée au travers de celui-ci. Ceci veuf dire que la matière fibreuse additionnelle est passée ( par des moyens non représentés) par dessus l'ensemble dans un sens, piquée transversalement, et ramenée ( par d'autres moyens non représentés) 10 par dessous l'ensemble dans l'autre sens. Lorsque chaque couche 21 a été ainsi mise en place, la couche de matière fibreuse additionnelle 22 peut être conformée par découpe( par des moyens non représentés) de façon à donner à l'aube terminée la forme désirée. On peut former ainsi simultanément deux aubes et les séparer selon la 15 ligne 23. Enfin, l'objet représenté à la figure 6 est conformé par moulage. Bien que les fibres aient été décrites ci-dessus comme si elles étaient des fibres individuelles, elles peuvent être constituées, en pratique, par des cordons à fibres multiples. 20 II est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réa lisation représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. 70 11912 5 2038178 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un objet fibreux caractérisé en ce qu'on utilise au moins un conformateur dont au moins une des faces est pourvue de cavités ou sillons sensiblement parallèles ; on dépose une pluralité de brins transversaux de matière fibreuse sur le, ou chaque conformateur, de façon que les 5 dits brins s'étendent transversalement auxdits sillons et soient espacés les uns des autres dans le sens de la longueur desdits sillons ; on dispose un brin longitudinal de matière fibreuse dans chacun desdits sillons de façon que lesdits brins longitudinaux s'étendent au-dessus desdits brins transversaux et fassent s'enfoncer les portions correspondantes de ces derniers dans les sillons ; on conforme au 10 moins un ensemble fibreux ayant la forme de ladite face correspondante en unissant par un liant les brins transversaux et longitudinaux pendant qu'il sont sur le conformateur ; et on sépare ledit, ou chacun desdits ensembles, du conformateur. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les brins transversaux sont constitués par des portions d'au moins un brin transversal unique 15 de matière fibreuse. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on utilise une paire au moins desdits conformateurs opposés dos à dos autour de laquelle ledit, ou chacun desdits brins transversaux uniques sont enroulés de façon que lesdites portions soient des parties de deux dits ensembles. 20 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caracté risé en ce que les brins longitudinaux sont constitués par des portions d'au moins un brin longitudinal unique de matière fibreuse. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'on utilise une paire au moins desdits conformateurs alignés l'un par rapport à l'autre et espacés 25 longitudinalement l'un de l'autre dans le sens des sillons, autour de laquelle paire ledit, ou chacun desdits brins longitudinaux uniques sont enroulés de façon que lesdites portions soient des parties de deux dits ensembles. 6. Procédé selon les revendications 3 ou 5 caractérisé en ce qu'après avoir été séparés de leur conformateur les ensembles fibreux sont séparés l'un de 30 l'autre. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1,2,3,4,5 ou 6,caractérisé en ce qu'après séparation des ensembles fibreux et du conformateur on enroule transversalement sur ledit ou chacun desdits ensembles un supplément de ma- 70 11912 6 2038178 Hère fibreuse. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, ou 7 caractérisé en ce qu'après ladite séparation on dispose à une extrémité dudit ou de chacun desdits ensembles fibreux ou moins une couche d'un matériau adéquat qui est intimement lié audit ensemble au moyen de matière fibreuse additionnelle disposée longitudinale ment â l'ensemble. 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que la matière fibreuse additionnelle est piquée â travers ledit ensemble. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 caractérisé en ce que le matériau fibreux est une matière moulabie renforcée de fibres, l'objet à réaliser étant ensuite obtenu par moulage. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la fabrication d'une aube à profil aérodynamique'destinée à une machine à écoulement de fluide.