Brevet FR3076762A1 — publié le 20190719

PROCEDE DE BOUCHAGE D'UN TROU DANS UNE PIECE EN RESINE THERMOPLASTIQUE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé de bouchage d'un trou dans une pièce en résine thermoplastique, comme par exemple une pièce d'un aéronef ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans un aéronef, lorsqu'une pièce présente un trou plus grand que prévu et qu'une vis doit y être vissée, il est connu d'utiliser une vis avec un plus grand diamètre. Lorsque la pièce présente un trou dont la position ou les dimensions ne sont pas celles souhaitées, il est nécessaire de boucher ce trou ou de le redimensionner. Pour ce faire, il est connu de fixer des bagues à l'intérieur du trou. Bien que de telles mises en oeuvre soient bien appropriées en fonction du matériau constituant la pièce, il est souhaitable de trouver un procédé qui soit plus adapté au cas d'une pièce en résine thermoplastique. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de bouchage d'un trou dans une pièce en résine thermoplastique qui permet entre autres d'améliorer la résistance mécanique au niveau du trou. A cet effet, est proposé un procédé de bouchage d'un trou dans une pièce en résine thermoplastique, ledit procédé comportant : - une étape de mise en place au cours de laquelle un noyau présentant un revêtement extérieur en résine thermoplastique est introduit dans le trou, - une étape de chauffage au cours de laquelle le noyau est soumis à une source de chaleur qui induit une extension radiale du revêtement extérieur qui se plaque contre les parois du trou, et - une étape de refroidissement au cours de laquelle la pièce et le noyau sont refroidis. Un tel procédé permet du fait de l'expansion du noyau, d'améliorer la résistance 30 mécanique au niveau du trou. 2 Selon un mode de réalisation particulier, le noyau comporte un perçage coaxial avec le trou et un insert métallique qui est noyé dans le revêtement extérieur autour du perçage, et la source de chaleur est un inducteur magnétique qui s'insère dans le perçage. 5 Avantageusement, le procédé de bouchage comporte après l'étape de refroidissement, une étape de retrait de l'insert métallique. Selon un mode de réalisation particulier, le noyau comporte un perçage coaxial avec le trou et la source de chaleur est une résistance électrique qui s'insère dans le perçage. 10 Avantageusement, le procédé de bouchage comporte après l'étape de refroidissement, une étape de retrait de la résistance électrique. Selon un mode de réalisation particulier, le revêtement extérieur en résine thermoplastique du noyau contient des particules électroconductrices, et le noyau comporte deux électrodes implantées dans le revêtement extérieur. 15 Selon un mode de réalisation particulier, le noyau est constitué d'un noyau mâle comportant une collerette et d'un noyau femelle comportant une collerette, le noyau mâle s'introduit dans le trou depuis une face de la pièce pour amener sa collerette contre ladite face, le noyau femelle s'introduit dans le trou depuis l'autre face de la pièce pour amener sa collerette contre ladite autre face, et le noyau mâle et le noyau 20 femelle s'emboîtent l'un dans l'autre. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi 25 lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective et en coupe d'un premier mode de réalisation d'un bouchage d'un trou dans une pièce thermoplastique, la Fig. 2 est une vue en perspective et en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un bouchage d'un trou dans une pièce thermoplastique, la Fig. 3 est une vue en perspective et en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un bouchage d'un trou dans une pièce thermoplastique, et la Fig. 4 est une vue de côté et en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un bouchage d'un trou dans une pièce thermoplastique. 3 EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION D'une manière générale, l'invention est appliquée à une pièce en résine thermoplastique qui comporte un trou qui doit être bouché ou redimensionné. L'invention consiste en un procédé de bouchage d'un trou dans une pièce en 5 résine thermoplastique, comme par exemple une pièce d'un aéronef et qui comporte : - une étape de mise en place au cours de laquelle un noyau présentant un revêtement extérieur en résine thermoplastique est introduit dans le trou, et - une étape de chauffage au cours de laquelle le noyau est soumis à une source de chaleur qui induit une extension radiale du revêtement extérieur qui se plaque 10 contre les parois du trou, et - une étape de refroidissement au cours de laquelle la pièce et le noyau sont refroidis. Ainsi, après refroidissement, le noyau et la pièce sont fortement soudés l'un à l'autre. 15 Lors du chauffage du noyau, la résine thermoplastique du revêtement extérieur s'expanse en fondant et tend à chauffer la résine thermoplastique des parois du trou qui fond à son tour pour se mélanger avec la résine thermoplastique du revêtement extérieur. La Fig. 1 montre une pièce 100 qui est ici constituée de deux plaques 102a-b 20 apposées l'une contre l'autre, et chacune étant percée d'un trou 104a-b en regard du trou de l'autre plaque 102b-a. Chaque plaque 102a-b est en résine thermoplastique. Afin de redimensionner les trous 104a-b, un noyau 106 comportant un revêtement extérieur 107 en résine thermoplastique est introduit dans les trous 104a-b. 25 Le noyau 106 comporte un perçage 109 réalisé dans le revêtement extérieur 107 et coaxial avec chaque trou 104a-b. Le noyau 106 comporte également un insert métallique 108 qui est noyé dans le revêtement extérieur 107 qui est autour du perçage 109. L'insert métallique 108 prend ainsi ici globalement la forme d'un tube métallique. 30 La source de chaleur prend la forme d'un inducteur magnétique qui s'insère dans le perçage 109. L'induction d'un champ magnétique par l'inducteur magnétique dans l'insert métallique 108 entraîne l'échauffement de ce dernier et donc du revêtement extérieur 107 qui s'expanse. 4 Après arrêt et retrait de l'inducteur magnétique, le noyau 106 est amalgamé avec la pièce 100 et chaque trou 104a-b est alors renforcé par la présence du noyau 106 qui forme une bague à l'intérieur de chaque trou 104a-b. Après l'étape de refroidissement, il est ensuite possible de retirer l'insert 5 métallique 108 au cours d'une étape de retrait. Le retrait de l'insert métallique 108 peut s'effectuer en refroidissant le noyau 106 et donc l'insert métallique 108 qui se rétracte sous l'effet de la baisse de température, puis en poussant en force l'insert métallique 108. La différence de dilatation thermique permet une rétractation plus importante de l'insert métallique 108 10 que du noyau 106. Le retrait de l'insert métallique 108 peut s'effectuer en faisant tourner l'insert métallique 108 autour de son axe, ce qui entraîne alors son arrachement. Un agent de démoulage par exemple à base de silicone peut être utilisé pour libérer l'insert métallique 108. 15 Le retrait de l'insert métallique 108 peut s'effectuer également en effectuant un usinage, tel qu'un perçage d'un diamètre supérieur au diamètre de l'insert métallique 108. Dans le cas de la Fig. 2, le noyau 206 comporte un perçage 209 coaxial avec chaque trou 104a-b et un revêtement extérieur 207 en résine thermoplastique. Le 20 noyau 206 est introduit dans les trous 104a-b. La source de chaleur prend la forme d'une résistance électrique 250 qui s'insère dans le perçage 209. L'alimentation électrique de la résistance électrique 250 entraîne l'échauffement du revêtement extérieur 107 qui s'expanse. Après arrêt de l'alimentation de la résistance électrique 250, le noyau 206 est 25 amalgamé avec la pièce 100 et chaque trou 104a-b est alors renforcé par la présence du noyau 206 qui forme une bague à l'intérieur de chaque trou 104a-b. Après l'étape de refroidissement, la résistance électrique 250 est retirée au cours d'une étape de retrait. Si la résistance électrique 250 est un élément non consommable, le retrait 30 s'effectue simplement en tirant ou en poussant la résistance électrique 250 hors du perçage 209. Si la résistance électrique 250 est un élément consommable, le retrait s'effectue en réalisant un usinage, tel qu'un perçage d'un diamètre supérieur au diamètre de la résistance électrique 250. 5 Afin d'améliorer la distribution de chaleur, la résistance électrique 250 peut être recouverte d'un tube métallique. Dans le cas de la Fig. 3, le noyau 306 comporte un revêtement extérieur 307 en résine thermoplastique contenant des particules électroconductrices comme des fibres 5 de carbone. Le noyau 306 est introduit dans les trous 104a-b. Le noyau 306 peut être plein ou comporter un perçage coaxial avec chaque trou 104a-b. La source de chaleur est alors interne au noyau 306 et est constituée par les particules électroconductrices lorsqu'elles sont alimentées électriquement par une 10 source électrique qui se connecte électriquement à deux électrodes 308a-b implantées dans le revêtement extérieur 307. L'alimentation électrique des particules électroconductrices entraîne l'échauffement du revêtement extérieur 307 qui s' expanse. Dans le cas de la Fig. 4, le noyau 406 est constitué d'un noyau mâle 406a et 15 d'un noyau femelle 406b. Le noyau mâle 406a comporte une collerette 408a et le noyau femelle 406b comporte une collerette 408b. Le noyau mâle 406a s'introduit dans les trous 104a-b depuis une face de la pièce 100 pour amener sa collerette 408a contre ladite face, et le noyau femelle 406b s'introduit dans les trous 104a-b depuis l'autre face de la pièce 100, qui est opposée à 20 ladite face, pour amener sa collerette 408b contre ladite autre face. Le noyau mâle 406a et le noyau femelle 406b s'emboîtent l'un dans l'autre. Le noyau mâle 406a peut comporter un filetage et le noyau femelle 406b peut comporter un taraudage dans lequel se visse le filetage. Le noyau mâle 408a et le noyau femelle 408b peuvent être pleins ou comporter 25 chacun un perçage 409a-b coaxial avec chaque trou 104a-b. Le noyau mâle 408a et le noyau femelle 408b comportent chacun un revêtement extérieur 407a-b en résine thermoplastique. Chacun des deux noyaux 406a-b est introduit dans les trous 104a-b depuis deux faces opposées de la pièce 100. 30 Comme pour le mode de réalisation de la Fig. 2, la source de chaleur peut prendre la forme d'une résistance électrique qui s'insère dans les perçages 409a-b. Comme pour le mode de réalisation de la Fig. 3, chaque revêtement extérieur 407a-b peut contenir des particules électroconductrices et deux électrodes implantées dans le revêtement extérieur 407. 6 Le noyau peut être entièrement en résine thermoplastique et dans ce cas le revêtement extérieur est constitué de tout le noyau, mais il peut également présenter uniquement un revêtement extérieur en résine thermoplastique d'une certaine épaisseur. 5 Dans chacun des modes de réalisation présentés, le noyau et les trous sont cylindriques, mais ils peuvent prendre d'autres formes. Par exemple, le noyau peut avoir différents diamètres. Dans les différents modes de réalisation présentés sur les Figs. 1 à 4, il y a plusieurs plaques apposées les unes contre les autres, mais l'invention s'applique de la 10 même manière si la pièce est constituée d'une seule plaque. Dans le cas de plusieurs plaques, il y a un trou qui traverse chaque plaque et les différents trous sont alignés les uns avec les autres pour en former un seul. Selon un mode de réalisation particulier, les pièces présentées sur les Figs. 1 à 4 sont des pièces d'un REVENDICATIONS1) Procédé de bouchage d'un trou dans une pièce en résine thermoplastique, ledit procédé comportant : - une étape de mise en place au cours de laquelle un noyau présentant un revêtement extérieur en résine thermoplastique est introduit dans le trou, - une étape de chauffage au cours de laquelle le noyau est soumis à une source de chaleur qui induit une extension radiale du revêtement extérieur qui se plaque contre les parois du trou, et - une étape de refroidissement au cours de laquelle la pièce et le noyau sont refroidis. 2) Procédé de bouchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (106) comporte un perçage (109) coaxial avec le trou (104a-b) et un insert métallique (108) qui est noyé dans le revêtement extérieur (107) autour du perçage (109), et en ce que la source de chaleur est un inducteur magnétique qui s'insère dans le perçage (109). 3) Procédé de bouchage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte après l'étape de refroidissement, une étape de retrait de l'insert métallique (108). 4) Procédé de bouchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (206) comporte un perçage (209) coaxial avec le trou (104a-b) et en ce que la source de chaleur est une résistance électrique (250) qui s'insère dans le perçage (209). 5) Procédé de bouchage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte après l'étape de refroidissement, une étape de retrait de la résistance électrique (250). 6) Procédé de bouchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement extérieur (307) en résine thermoplastique du noyau (306) contient des particules électroconductrices, et en ce que le noyau (306) comporte deux électrodes (308a-b) implantées dans le revêtement extérieur (307). 8 7) Procédé de bouchage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (406) est constitué d'un noyau mâle (406a) comportant une collerette (408a) et d'un noyau femelle (406b) comportant une collerette (408b), en ce que le noyau mâle (406a) s'introduit dans le trou (104a-b) depuis une face de la pièce (100) pour amener 5 sa collerette (408a) contre ladite face, en ce que le noyau femelle (406b) s'introduit dans le trou (104a-b) depuis l'autre face de la pièce (100) pour amener sa collerette (408b) contre ladite autre face, et en ce que le noyau mâle (406a) et le noyau femelle (406b) s'emboîtent l'un dans l'autre.