Brevet FR3067270A1 — publié le 20181214

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une pièce métallique de géométrie complexe à paroi fine. Par paroi fine, on entend selon l'invention une paroi ayant une épaisseur inférieure à 5 mm. L'invention concerne notamment bien que non exclusivement le domaine des pièces aéronautiques, notamment des pièces pour la réalisation d'une nacelle d'un aéronef, et plus particulièrement des tuyères aéronautiques. On connaît, notamment du document US 2006/0039817, un procédé pour réaliser des tôle composites fines destinées à la réalisation de capots en particulier dans le domaine des nacelles pour aéronef. Ces tôles composites fines sont réalisées à partir d'une poudre métallique atomisée à partir d'un barreau d'alliage et mélangée à un liant polymère. Le mélange obtenu est transformé sous forme d'une tôle composite souple qui est ensuite soumise à une étape de déliantage, c'est-à-dire une étape d'élimination du liant polymère, suivie d'une étape de frittage, et si nécessaire, suivie d'une étape de compaction isostatique à chaud. La tôle composite fine obtenue a une ductilité très faible de sorte qu'une pièce à géométrie complexe ne peut être obtenue qu'en mettant en oeuvre des procédés longs et coûteux. En outre lorsque la pièce doit comporter des éléments rapportés tels que des brides ou des raidisseurs, ces éléments doivent être fixés par rivetage ou par soudage. Un but de l'invention est de proposer un procédé de réalisation d'une pièce métallique de géométrie complexe à paroi fine pouvant être mis en oeuvre de façon simple. En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un procédé de réalisation d'une pièce métallique de géométrie complexe à paroi fine comprenant les étapes de : mélanger une poudre métallique avec un liant polymère pour obtenir un mélange composite, réaliser une tôle composite souple à partir du mélange composite, découper dans la tôle composite souple une préforme à partir d'un contour de ladite pièce métallique, appliquer la préforme dans un moule ayant une face configurée selon un relief de ladite pièce métallique, et procéder à un déliantage et un frittage de la préforme pour obtenir ladite pièce métallique. Ainsi, la mise en forme de la préforme à l'état de tôle composite souple peut être aisément réalisée même pour des pièces de géométrie complexe et la mise en oeuvre des opérations de déliantage et de frittage postérieurement à la mise en forme de la préforme permettent de fixer la pièce dans la géométrie souhaitée. 2 Selon une version avantageuse de l'invention, le procédé comporte en outre une étape de compaction isostatique à chaud entre l'étape de frittage et les finitions. Ainsi on accentue la densification obtenue lors du frittage. Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, le moule est un 5 moule en demi-coquille comportant une surface de butée, et le moule est disposé pendant les étapes de déliantage et de frittage de façon que la préforme soit maintenue appliquée dans le moule et contre la surface de butée par simple gravité. Ainsi l'extrémité de la préforme en contact avec la surface de butée constitue une référence de dimensionnement permettant de mettre la pièce métallique à la 10 longueur souhaitée par une simple opération de sciage. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, le moule comporte une partie de moule mâle et une partie de moule femelle dont une première partie de moule comporte ladite face configurée selon un relief de la pièce métallique, et une seconde partie de moule s'étend en regard de la première partie de 15 moule à une distance de celle-ci supérieure à une épaisseur de la tôle composite souple, et le moule comporte une surface de butée s'étendant transversalement à la partie de moule mâle et à la partie de moule femelle et disposée par rapport à celles-ci pour que pendant les étapes de déliantage et de frittage la préforme vienne en contact de la surface de butée par simple gravité. Ainsi, comme dans le premier mode 20 de mise en oeuvre, l'extrémité de la préforme en contact avec la surface de butée constitue une référence de dimensionnement permettant de mettre la pièce métallique à la longueur souhaitée par une simple opération de sciage. Selon d'autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison : la préforme est surdimentionnée pour compenser un retrait de la préforme lors des 25 étapes de déliantage et de frittage ; la préforme est surdimentionnée pour que ladite pièce métallique soit mise à une cote par de simples opérations de sciage ; le procédé comporte en outre l'étape de fixer un élément rapporté en prenant une partie de fixation de l'élément rapporté en sandwich entre deux segments de tôle composite souple préalablement à l'étape de déliantage ; le moule a un coefficient de dilatation 30 proche de ladite pièce métallique ; la préforme est encollée préalablement à son application dans le moule ; au moins une face de moule en regard d'une préforme en tôle composite souple comporte des plots de contact séparés par des rainures , de préférence prises selon une direction perpendiculaire à une rainure, les plots et les rainures ont des dimensions qui sont liés par la relation : 35 e/h REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une pièce métallique de géométrie complexe à paroi fine comprenant les étapes de : mélanger (5) une poudre métallique avec un liant polymère pour obtenir un mélange composite, réaliser (6) une tôle composite souple à partir du mélange composite, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : découper (7) dans la tôle composite souple une préforme (14) à partir d'un contour de ladite pièce métallique, appliquer la préforme dans un moule (12 ;23) ayant une face configurée selon un relief de ladite pièce métallique, et procéder à un déliantage et un frittage (9) de la préforme pour obtenir ladite pièce métallique (1). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape (10) de compaction isostatique à chaud entre l'étape de frittage et les finitions. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moule est un moule en demi-coquille (12) comportant une surface de butée (13), et le moule est disposé pendant les étapes de déliantage et de frittage de façon que la préforme soit maintenue appliquée dans le moule et contre la surface de butée par simple gravité. 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moule comporte une partie de moule mâle (24) et une partie de moule femelle (23) dont une première partie de moule comporte ladite face configurée selon un relief de la pièce métallique, et une seconde partie de moule s'étend en regard de la première partie de moule à une distance de celle-ci supérieure à une épaisseur de la tôle composite souple, et en ce que le moule comporte une surface de butée (26) s'étendant transversalement à la partie de moule mâle et à la partie de moule femelle et disposée par rapport à celles-ci pour que pendant les étapes de déliantage et de frittage la préforme vienne en contact de la surface de butée par simple gravité. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la préforme est surdimentionnée pour compenser un retrait de la préforme lors des étapes de déliantage et de frittage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu' il comporte en outre l'étape de fixer un élément rapporté (19) en prenant une 8 partie de fixation (20) de l'élément rapporté en sandwich entre deux segments (14, 21) de tôle composite souple préalablement à l'étape de déliantage. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la préforme est encollée préalablement à son application dans le moule. 5 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la poudre métallique a une granulométrie de 10 um à 120 um, de préférence une granulométrie de 10um à 45um, de préférence encore avec un D50 de 30um 9. Moule pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins une face de moule en 10 regard d'une préforme en tôle composite souple comporte des plots de contact (29 ;30 ;31) séparés par des rainures (31 ;32 ;33). 10. Moule selon la revendication 9 caractérisé en ce que pris selon une direction perpendiculaire à une rainure, les plots et les rainures ont des dimensions qui sont liés par la relation : 15 e/h