Brevet FR2960460A1 — publié le 20111202

L'invention concerne le domaine de l'aéronautique et, plus particulièrement, un procédé de perçage d'une pièce destinée à équiper un turboréacteur. Par le document de brevet FR 2 917 313 de la société SNECMA, il est connu de procéder au perçage d'une pièce au moyen d'un laser, généralement pulsé, c'est-à-dire apte à émettre de la lumière sous forme d'impulsions consécutives. Lors d'une impulsion, le métal - dans le cas d'une pièce métallique - est irradié localement par les pulsations du laser, ce dernier étant focalisé sur le métal par une lentille de focalisation. Sous l'influence de cette irradiation, le métal fond et est partiellement vaporisé. Parmi les autres solutions de perçage envisageables, il est possible de procéder à un perçage par électroérosion, durant lequel on enlève de la matière dans une pièce en utilisant des décharges électriques, et qui s'applique avantageusement à tout type de matériau conducteur d'électricité (métaux, alliages, carbures, graphites, etc.), quelle que soit leur dureté. Dans chaque cas, on positionne d'abord la tête de perçage au niveau d'une zone à percer sur la pièce, puis on réalise le perçage de la zone au moyen de ladite tête. Or, pour l'usinage de pièces destinées à équiper un turboréacteur, la tolérance sur certains paramètres, tels que le niveau de perméabilité, est faible. Par ailleurs, les trous réalisés présentent généralement de faibles dimensions de l'ordre du millimètre. Aussi, quelle que soit la solution de perçage envisagée, il importe de contrôler ultérieurement l'état des perçages qui ont été réalisés. A cet effet, il est connu de réaliser les opérations de micro-perçage et de contrôle 30 séquentiellement, en deux étapes successives. Pour cela, il peut être recouru à un 25 dispositif de contrôle de l'état du perçage, que l'on positionne ultérieurement au niveau du perçage pour en contrôler l'état. Dans d'autre cas, par exemple pour le perçage de fonds de chambre du type LM6000, une fraction des perçages est contrôlée manuellement à la pige, afin de réajuster les paramètres de perçage si besoin pour obtenir le diamètre souhaité. Un tel procédé de micro-perçage présente un inconvénient majeur. En effet, la succession d'étapes de perçage et de contrôle engendre des itérations dont la durée peut être excessivement longue. Pour surmonter cet inconvénient, un compromis pourrait consister à ne contrôler qu'une fraction réduite de trous, mais cela se fait au détriment de la qualité des trous qui ne sont pas contrôlés, les paramètres de la tête de perçage ne pouvant en effet être corrigés en temps réel en vue des perçages suivants. 15 L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et propose à cet effet un procédé de perçage d'une pièce destinée à équiper un turboréacteur, selon lequel on positionne une tête de perçage au niveau d'une zone à percer sur la pièce, on réalise le perçage de la zone au moyen de la tête de perçage et on 20 contrôle ultérieurement l'état du perçage ainsi réalisé, procédé caractérisé en ce que la tête de perçage est préalablement rendue solidaire d'un dispositif de contrôle et en ce qu'en vue du contrôle de l'état du perçage, on décale la tête de manière à positionner le dispositif en regard du perçage, puis on accole le dispositif contre le perçage. 25 Grâce à l'invention, on favorise le contrôle des trous, puisque celui-ci peut désormais se faire dans la foulée du perçage, en temps réel, selon un processus qui peut être automatisé dans la mesure où la tête de perçage et le dispositif de contrôle se déplacent de façon solidaire et peuvent donc agir sur le perçage de 30 manière successive et rapide. On réalise ainsi un gain de temps significatif, qui10 autorise de contrôler d'avantage de trous qu'avec un contrôle manuel et, de ce fait, d'améliorer la qualité des trous réalisés. En outre, puisque l'invention favorise le contrôle de chaque trou directement après son perçage, elle permet de corriger les paramètres de perçage après chaque trou en fonction de la perméabilité visée pour le turboréacteur que la pièce doit équiper, sans la moindre intervention humaine. Selon différentes variantes de mise en oeuvre, la tête de perçage est : 10 une tête de perçage laser, une tête de perçage par électroérosion, ou encore une tête de perçage d'un type différent. Dans le cas d'une tête de perçage laser, il est particulièrement avantageux que les 15 paramètres de perçage ultérieur soient ajustés après contrôle de l'état du perçage. Avantageusement, lors du contrôle de l'état du perçage, on mesure le niveau de perméabilité dudit perçage. Il pourrait également être mesure à cette occasion d'autres paramètres, tels que le diamètre du trou. De préférence, afin de s'assurer d'un perçage et d'un contrôle entièrement automatisés, sans intervention d'un opérateur, les déplacements de la tête de perçage et du dispositif de contrôle, ainsi que le perçage d'une zone sur la pièce et le contrôle de l'état du perçage sont automatisés. 25 L'invention concerne également un système de perçage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'un des modes de réalisation définis ci-dessus, comportant une tête de perçage, un dispositif de contrôle de l'état d'un perçage et des moyens de solidarisation de la tête de perçage au dispositif de contrôle, lesdits moyens de 30 solidarisation étant agencés pour positionner le dispositif de contrôle en regard 20 du perçage lors du décalage de la tête de perçage, puis accoler le dispositif de contrôle contre le perçage en vue du contrôle de l'état du perçage. Afin d'accoler le dispositif de contrôle contre le trou lorsque tous deux se trouvent en regard l'un de l'autre, les moyens de solidarisation autorisent préférentiellement un déplacement relatif du dispositif de contrôle par rapport à la tête de perçage. Dans une forme particulière de réalisation, les moyens de solidarisation 10 comportent au moins un bras articulé. Afin d'automatiser les processus de perçage et de contrôle, le système de perçage selon l'invention comprend également des moyens de commande des moyens de solidarisation. Afin également d'automatiser les processus de perçage et de contrôle, le système de perçage selon l'invention comprend également des moyens de positionnement agencés pour positionner respectivement la tête de perçage et le dispositif de contrôle. 20 L'invention sera mieux comprise à l'aide du dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue schématique du système de perçage selon un mode de réalisation particulier de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique du système de perçage de la figure 1 25 lorsque la tête de perçage est positionnée en regard de la zone à percer, - la figure 3 est une vue schématique du système de perçage de la figure 1 lorsque le dispositif de contrôle est positionné en regard du perçage, et - la figure 4 est une vue schématique du système de perçage de la figure 1 lorsque le dispositif de contrôle est accolé contre le perçage. 15 30 Pour une meilleure lisibilité des figures, des références numériques identiques désigneront des éléments techniques similaires. Le système de perçage 1 de la figure 1 a pour but de percer une zone 2A sur une pièce 2, par exemple métallique, destinée à équipée un turboréacteur. A ce titre, les dimensions du trou à percer peuvent être de l'ordre du millimètre et le niveau d'exigence en termes de perméabilité très élevé. Le système de perçage 1 comprend à cet effet une tête de perçage 3, un dispositif 10 de contrôle 4 de l'état d'un perçage, ainsi que des moyens de solidarisation 5 de la tête de perçage 3 avec le dispositif de contrôle 4. La tête de perçage 3 peut être une tête de perçage laser, décrite par exemple dans le document de brevet FR 2 917 313 susmentionné. La tête 3 se présente plus 15 précisément sous la forme d'une source laser, focalisée par une lentille sur la zone à percer 2B de la pièce 2, ce qui permet d'obtenir une énergie élevée par unité de surface. Le laser utilisé peut par exemple disposer d'une densité d'énergie de l'ordre de la dizaine de mégaWatts par cm2, une puisse crête de l'ordre de la dizaine de kiloWatts, une puissance moyenne de l'ordre de la 20 centaine de Watts, et une durée d'impulsion de l'ordre de la milliseconde, ce qui permet de délivrer une énergie à chaque pulsation de l'ordre de quelques Joules et ainsi de faire fondre la pièce 2 au niveau de la zone 2B, celle-ci étant également partiellement vaporisée. 25 Selon un autre mode de réalisation, on réalise le perçage avec une tête de perçage par électroérosion, également dénommé EDM (« Electrical Discharge Machining » en langue anglo-saxonne), qui est un moyen technique à la portée de l'homme du métier. On pourra encore utiliser tout autre type de tête de perçage, dans la mesure où il est adapté au type de matériau formant la pièce 2. 30 Le dispositif de contrôle 4 opère le contrôle de la perméabilité des perçages. Ce dispositif, dit « solex », réalise pour cela un soufflage d'air au niveau du trou 2B, en s'assurant au préalable d'avoir isolé ledit trou vis-à-vis de l'environnement extérieur grâce à un joint de d'imperméabilité 4A, de forme par exemple annulaire. Par la mesure du débit d'air préalablement éjecté et qui ressort du trou, on en déduit son niveau de perméabilité. Selon d'autres variantes de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif 4 peut mesurer d'autres paramètres liés au perçage, en particulier son diamètre. Selon l'invention, la tête de perçage 3 et le dispositif de contrôle 4 sont rendus solidaires l'un de l'autre. Plus précisément, le dispositif 4 est monté sur la tête 3 par l'intermédiaire des moyens de solidarisation 5. 15 Ces moyens 5 se présentent ici sous la forme de bras articulés, commandés par des moyens de commande (non représentés) spécifiquement prévus, de manière que le système de perçage 1 puisse, pour chaque zone à percer 2A, percer et contrôler l'état du perçage de façon successive et rapide. Les bras sont ainsi aptes à être orientés de manière à déplacer le dispositif 4 par rapport à la tête 3, et plus 20 particulièrement à amener le dispositif 4 contre le trou 2B après que la tête ait percé ledit trou et ait été retirée. Les figures suivantes, 2 à 4, illustrent différentes étapes de procédé de perçage selon l'invention, à partir du système de perçage 1 précédemment décrit. Partant d'une position donnée du système (figure 1), correspondant par exemple au perçage et au contrôle d'un trou précédent, on positionne tout d'abord la tête de perçage 3 de manière qu'elle se trouve en regard de la zone à percer 2A (figure 2), la distance entre ladite tête 2 et ladite zone 2A étant fonction du type 25 de tête de perçage. On réalise ensuite le perçage proprement dit au moyen de la tête 3. A l'issue du perçage, on obtient un trou 2B, dont il s'agit à présent de contrôler l'état. Pour cela, on déplace le système 1 de manière que la tête de perçage 3 ne soit plus en regard du trou 2B, mais que ce soit le dispositif de contrôle 4 (figure 3). On agit ensuite sur les moyens de solidarisation 5, et plus précisément sur les bras articulés, de manière à faire descendre le dispositif 4 jusqu'à ce qu'il soit accolé contre le trou 2B, le joint d'imperméabilité 4A étant plaqué contre la zone de la pièce 2 limitrophe du trou (figure 4). On procède enfin au contrôle de l'état du trou au moyen du dispositif 4. Préférentiellement, les informations sur l'état du perçage sont transmises aux moyens de commande (non représentés), qui déterminent s'il y a lieu de modifier les paramètres de perçage et, dans l'affirmative, modifient ces paramètres pour qu'ils soient effectifs lors du perçage suivant. Ce procédé peut être répété de manière itérative pour chaque trou à percer sur la pièce 2, si bien que tous les perçages ainsi réalisés peuvent être contrôlés grâce à l'invention, de même que les paramètres de perçage ajustés en temps réel pour une meilleure précision de perçage en continu. On notera qu'un étalonnage du dispositif de contrôle 4 reste nécessaire, à la fréquence qui conviendra à l'application envisagée, par exemple avant chaque cycle de perçage, après le traitement d'un nombre de pièces prédéterminé, ou encore de façon mensuelle. REVENDICATIONS1. Procédé de perçage d'une pièce (2) destinée à équiper un turboréacteur, selon lequel on positionne une tête de perçage (3) au niveau d'une zone (2A) à percer sur la pièce (2), on réalise le perçage de la zone (2A) au moyen de la tête (3) et on contrôle ultérieurement l'état du perçage (2B) ainsi réalisé, procédé caractérisé en ce que la tête de perçage (3) est préalablement rendue solidaire d'un dispositif de contrôle (4) et en ce qu'en vue du contrôle de l'état du perçage (2B), on décale la tête (3) de manière à positionner le dispositif (4) en regard du perçage (2B), puis on accole le dispositif (4) contre le perçage (2B). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tête de perçage (3) est une tête de perçage laser. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les paramètres de perçage ultérieur sont ajustés après contrôle de l'état du perçage (2B). 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tête de perçage (3) est une 20 tête de perçage par électroérosion. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel, lors du contrôle de l'état du perçage (2B), on mesure le niveau de perméabilité du perçage (2B). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les déplacements de la tête de perçage (3) et du dispositif de contrôle (4), ainsi que le perçage d'une zone (2A) sur la pièce (2) et le contrôle de l'état du perçage (2B) sont automatisés. 25 7. Système de perçage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comportant une tête de perçage (3), un dispositif de contrôle (4) de l'état d'un perçage et des moyens de solidarisation (5) de la tête de perçage (3) audit dispositif de contrôle (4), les moyens de solidarisation (5) étant agencés pour positionner le dispositif de contrôle (4) en regard du perçage (2B) lors du décalage de la tête (3), puis accoler le dispositif de contrôle (4) contre le perçage (2B) en vue du contrôle de l'état du perçage (2B). 8. Système selon la revendication 7, dans lequel les moyens de solidarisation (5) autorisent un déplacement relatif du dispositif de contrôle (4) par rapport à la tête de perçage (3). 9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel les moyens de solidarisation (5) comportent au moins un bras articulé. 10. Système selon l'une des revendications 7 à 9, comprenant des moyens de commande des moyens de solidarisation (5).20