Brevet FR3088023A1 — publié le 20200508

FABRICATION D'UNE PREFORME TISSEE POUR LA REALISATION D'UNE PIECE DE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de la fabrication d'une préforme tissée, de préférence 3D, pour la réalisation d'une pièce de turbomachine telle qu'une aube de soufflante. ETAT DE L'ART L'état de l'art comprend notamment les documents EP-A1-1 10 526 285, WO-A2-2013/088037 et FR-A1-3 062 659. Il est connu de fabriquer des pièces d'une turbomachine en matériau composite comportant une structure de renfort fibreuse noyée dans une matrice polymérique. La structure est obtenue par tissage 3D par l'intermédiaire d'un métier à tisser du type 15 Jacquard. Le métier à tisser permet de fabriquer une préforme tridimensionnelle (3D) par tissage multicouche entre une pluralité de couches de fils de chaîne et une pluralité de couches de fils de trame. Les fils sont par exemple des fils de carbone. La préforme est en général réalisée à plat c'est-à-dire que la 20 préforme obtenue en sortie du métier à tisser a une forme générale plate, l'épaisseur de la préforme pouvant toutefois varier. La préforme doit ensuite être mise en forme pour adopter une forme générale proche de celle de la pièce à fabriquer. Cette mise en forme s'effectue manuellement sur une contre forme, qui est en général 25 l'empreinte du moule qui sera utilisé pour la réalisation de la pièce composite par injection de résine thermodurcissable. Lors de cette étape de mise en forme, appelée formage, la préforme est déformée et décadrée, afin de déplacer les fibres suivant les spécifications de la pièce finie. Pour se faire, la préforme intègre des 30 traceurs (fils de verre) dont la position théorique finale est projetée sur l'empreinte. L'opérateur déplace et positionne donc chaque zone de la 2 préforme en fonction de la projection de ces repères. L'enjeu du formage est que cette mise en forme se fasse la plus naturellement possible sans altérer le motif de tissage en surface et au coeur de la préforme. Il est important que les fibres soient malléables pour effectuer ces manipulations 5 surtout dans les zones les plus épaisses de la préforme. Cette opération requiert de mouiller abondamment la préforme car les fibres humides glissent mieux entre elles une fois lubrifiées par l'eau. Une fois formée, la préforme doit être séchée afin d'évacuer l'eau que l'on ne souhaite pas conserver dans le moule lors de l'injection de la résine. En effet, la présence d'eau est un inconvénient majeur qui pourrait être source de porosité dans la pièce injectée. Dans la technique actuelle, l'opération de séchage est réalisée en autoclave ou en étuve. Les paramètres de séchage actuels sont un palier de 120°C pendant 5h. Ceci représente un temps de cycle machine important de près de 9h auquel se rajoute les temps opérateurs pour la manutention de l'outillage. Pour des raisons d'industrialisation et de réduction des coûts, cette opération doit être plus courte. La présente invention propose une solution à ce besoin, qui est simple, efficace et économique. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose un procédé de fabrication d'une préforme tissé pour la réalisation d'une pièce de turbomachine, telle qu'une aube de soufflante, le procédé comprenant les étapes de : - tissage d'une pluralité de fils pour la réalisation d'une préforme en trois 25 dimensions, - mouillage de la préforme et formage de la préforme dans une empreinte d'un moule afin de mettre en forme la préforme, et - séchage de la préforme par chauffage, la préforme étant maintenue dans l'empreinte du moule, 30 caractérisé en ce que le séchage de la préforme est réalisé en soumettant la préforme à un vide partiel lors du chauffage. Le chauffage sous vide de la préforme permet de raccourcir et d'optimiser le séchage de cette préforme. Avantageusement, le vide partiel est réalisé à une pression inférieure ou égale à 0,1 bar. 5 Le chauffage est de préférence réalisé à une température maximale de 120 °C. La présente invention concerne également un système de séchage d'une préforme tissé pour la mise en oeuvre de l'étape de séchage d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, ce système étant 10 destiné à être inséré dans une étuve et comprenant : - une plaque support comportant une surface supérieure de réception d'un moule de mise en forme de la préforme, - une cloche amovible configurée pour prendre appui sur ladite surface supérieure, et pour définir une chambre interne hermétique de mise sous 15 vide dans laquelle sont destinés à être logés ledit moule et de ladite préforme, et - au point un port d'évacuation d'air et de mise sous vide de ladite chambre. Le système selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en 20 combinaison les unes avec les autres : - la cloche a une forme générale parallélépipédique, - ledit au moins un port est situé sur une plaque rapportée et fixée de manière étanche sur une paroi latérale de la cloche, - le système comprend au moins un port d'admission d'air dans ladite 25 chambre, - le système comprend un joint d'étanchéité périphérique s'étendant entre un bord périphérique inférieur de la cloche et ladite surface supérieure de la plaque support, - le système comprend des dispositifs de bridage de la cloche à la plaque, 30 et 4 - le système comprend un capteur de mesure de la pression dans ladite chambre. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques 5 et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système de séchage selon l'invention, 10 - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe du système de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en perspective du système de la figure 1 en position ouverte, - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une plaque support 15 du système de la figure 1, - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en perspective d'une préforme avant et après formage, et - la figure 7 est un schéma bloc illustrant des étapes d'un procédé selon l'invention. 20 DESCRIPTION DETAILLEE Les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisation d'un système 10 de séchage d'une préforme tissée 12 en particulier pour la réalisation d'une pièce de turbomachine telle qu'une turbomachine d'aéronef. Comme évoqué dans ce qui précède, la préforme 12 est réalisée par tissage tridimensionnel de fils au moyen d'un métier à tisser, et a une forme générale plane visible à la figure 5 en sortie du métier à tisser. Dans l'exemple représenté, la préforme 12 est une préforme d'aube de soufflante et comprend une partie 12a destinée à s'étendre dans la pale de l'aube, et une partie 12b destinée à s'étendre dans le pied de l'aube. Cette première étape de fabrication de la préforme est désignée par la référence 1 à la figure 7. Le procédé de fabrication comprend d'autres étapes, respectivement de (II) mouillage de la préforme, de (III) formage ou mise en forme de la préforme, et enfin de (IV) séchage de la préforme. A l'issue du procédé, on obtient alors une préforme 12 formée et séchée telle qu'illustrée à la figure 6. Cette préforme 12 peut alors subir 5 une opération d'injection de résine thermodurcissable afin de réaliser l'aube composite. L'étape de mouillage (H) est réalisée en pulvérisant de l'eau sur la préforme de façon à la rendre plus malléable. Cette étape peut être réalisée simultanément à l'étape (HI) de formage qui est réalisée par un 10 opérateur directement sur l'empreinte 14a d'un moule qui est visible aux figures 3 et 4. Le moule 14 peut être celui qui sera utilisé lors de l'injection de résine. Il est alors destiné à recevoir un contre-moule comportant une autre empreinte destinée à délimiter l'espace d'injection de la résine avec 15 l'empreinte du moule 14. L'opérateur est donc destiné à prendre la préforme 12 de la figure 5 et à la mouiller et à la mettre en forme sur le moule 14 des figures 3 et 4. A l'issue de cette étape (III) et avant l'injection de résine dans la préforme, cette dernière doit être séchée pour y retirer l'eau lors de l'étape 20 de séchage (IV). L'invention propose le système 10 représenté aux figures 1 à 4 pour optimiser le séchage de la préforme 12. Ce système 10 comprend une cloche 16, ici supérieure, et une plaque support 18, ici inférieure. La cloche 16 est posée et fixée sur la 25 plaque support 18 pour définir une chambre 20 hermétique de logement du moule 14 et de la préforme 12. La plaque support 18 a une forme générale rectangulaire et plane. Elle peut être réalisée par l'assemblage de plusieurs profilés métalliques tubulaires 18a sur lesquels est fixée une tôle 18b. La plaque support 18 30 comprend une surface supérieure 22 sur laquelle est posé le moule 14 avec la préforme 12 ainsi que la cloche 16. 6 La cloche 16 a une forme générale parallélépipédique et comprend des parois latérales 16a, 16b reliées entre elles à leurs extrémités supérieures par une paroi supérieure 16c. La cloche 16 est ouverte à son extrémité inférieure qui est destinée à prendre appui sur la surface 5 supérieure 22 en vue de la fermeture étanche de la chambre 20. Pour cela, le bord périphérique inférieur de la cloche 16 est équipé d'un joint d'étanchéité 24 destiné à prendre appui sur la surface 22. Le joint 24 est destiné à être comprimé entre le bord périphérique inférieur de la cloche 16 et la surface 22 grâce à des dispositifs 26 de fixation par bridage qui 10 s'étendent tout autour de la plaque support 18 et du joint 24. Les dispositifs 26 sont par exemple du type sauterelle à crochet. Le système 10 comprend en outre au moins un port 28 d'évacuation d'air et de mise sous vide de la chambre 20 et de préférence également au moins un port 30 d'admission d'air dans la chambre 20. Dans l'exemple 15 représenté, ces ports 28, 30 sont situés sur des plaques 32 rapportées sur deux parois latérales 16a opposées de la cloche. Seule une des plaques 32 est visible dans les dessins. Chaque plaque 32 est fixée de manière étanche, par exemple par vissage, sur une paroi latérale 16a et ferme une ouverture 34 de cette paroi. Au moins une de ces plaques 32 peut en outre 20 comprendre un orifice 36 de montage d'un capteur de mesure de la pression dans la chambre 20. Une fois fermé hermétiquement, le système 10 est mis dans une étuve ou un autoclave en vue du chauffage du système 10 et de la préforme 12 logé dans ce système. La mise sous vide de la chambre 20, à 25 une pression inférieure ou égale à 0,1 bar, permet de raccourcir le temps de séchage de la préforme par rapport à la technique antérieure, pour une même température de chauffage (par REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une préforme tissé (12) pour la réalisation d'une pièce de turbomachine, telle qu'une aube de soufflante, le procédé comprenant les étapes de : - tissage d'une pluralité de fils pour la réalisation d'une préforme en trois dimensions, - mouillage de la préforme et formage de la préforme dans une empreinte (14a) d'un moule (14) afin de mettre en forme la préforme, et - séchage de la préforme par chauffage, la préforme étant maintenue dans l'empreinte du moule, caractérisé en ce que le séchage de la préforme est réalisé en soumettant la préforme à un vide partiel lors du chauffage. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le vide partiel est réalisé à une pression inférieure ou égale à 0,1 bar. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le chauffage est réalisé à une température maximale de 120°C. 4. Système (10) de séchage d'une préforme tissé (12) pour la mise en oeuvre de l'étape de séchage d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, ce système étant destiné à être inséré dans une étuve et comprenant : - une plaque support (18) comportant une surface supérieure (22) de réception d'un moule (14) de mise en forme de la préforme, - une cloche (16) amovible configurée pour prendre appui sur ladite surface supérieure, et pour définir une chambre interne (20) hermétique de mise sous vide dans laquelle sont destinés à être logés ledit moule et de ladite préforme, et - au point un port (28) d'évacuation d'air et de mise sous vide de ladite chambre. 5. Système (10) selon la revendication 4, dans lequel la cloche (16) a une forme générale parallélépipédique. 8 6. Système (10) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ledit au moins un port (28) est situé sur une plaque (32) rapportée et fixée de manière étanche sur une paroi latérale (16a) de la cloche (16). 7. Système (10) selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel il 5 comprend au moins un port (30) d'admission d'air dans ladite chambre (20). 8. Système (10) selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel il comprend un joint d'étanchéité (24) périphérique s'étendant entre un bord périphérique inférieur de la cloche (16) et ladite surface supérieure (22) de 10 la plaque support (18). 9. Système (10) selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel il comprend des dispositifs (26) de bridage de la cloche (16) à la plaque (18). 10. Système (10) selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel il 15 comprend un capteur de mesure de la pression dans ladite chambre.