Brevet FR3125245A1 — publié le 20230120

Procédé de fabrication d’un composant à partir de granulés en matériau thermoplastique Un procédé de fabrication d’un composant (120) comprenant une pluralité d’éléments complexes creux (121), le procédé comprenant : - le placement de granulés en matériau thermoplastique dans des cavités de moulage (211) d’un moule (210) d’un outillage de mise en forme (200), les cavités de moulage présentant une forme correspondant à la forme des éléments complexes (121) du composant (120) à fabriquer, - la mise en forme des granulés en matériau thermoplastique dans l’outillage de mise en forme, au moins le moule (210) étant maintenu à une température supérieure à la température de transition vitreuse du matériau thermoplastique, - refroidissement du moule, - démoulage d’un panneau multiéléments complexes (120) comprenant une pluralité d’éléments complexes creux (121). Figure pour l’abrégé : Fig. 4. Procédé de fabrication d’un composant à partir de granulés en matériau thermoplastique La présente invention se rapporte au domaine général des structures ou panneaux comprenant une pluralité d’éléments complexes creux ayant chacune une forme se rétrécissant progressivement entre une base et un sommet. Elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement les structures d'atténuation acoustiques utilisées pour réduire les bruits produits dans les moteurs d’avion comme dans les turbines à gaz ou échappement de ceux-ci. Les structures d’atténuation acoustique sont typiquement constituées d'une plaque ou peau de surface acoustique perméable aux ondes acoustiques que l'on souhaite atténuer et d'une plaque ou peau pleine réfléchissante dite « plaque de fermeture », un corps cellulaire, tel qu'un nid d'abeille ou une structure poreuse, étant disposé entre ces deux parois. De façon bien connue, de tels panneaux forment des résonateurs de type Helmholtz qui permettent d'atténuer dans une certaine gamme de fréquences les ondes acoustiques. Des structures d’atténuation acoustique de ce type sont notamment décrites dans les documents US 5 912 442 et GB 2 314 526. Ces structures d’atténuation acoustique sont limitées à des formes de cellules simples telle que celles des alvéoles d’une structure classique de type NIDA®. En conséquence, les performances acoustiques obtenues sont limitées à l’absorption d’une gamme de fréquences très étroite. Une solution pour augmenter la gamme de fréquence d’atténuation acoustique est de superposer deux corps cellulaires ayant des formes et des dimensions de cellules différentes. Cette solution présente l’inconvénient d’augmenter significativement l’encombrement de la structure d’atténuation acoustique. Une autre solution connue consiste à placer des troncs de cône ouverts dans des alvéoles comme décrits dans le document FR 3 082 987. Si cette solution permet de réduire l’encombrement de la structure d’atténuation acoustique, la masse de la structure reste cependant importante et, par conséquent, pénalisante pour des utilisations dans des aéronefs où la maîtrise de la masse globale est toujours recherchée. La présente invention a donc pour but principal de proposer une solution pour des structures ou panneaux comprenant une pluralité d’éléments complexes creux qui ne présentent pas les inconvénients précités. Conformément à l’invention, ce but est atteint grâce à un procédé de fabrication d’un composant comprenant une pluralité d’éléments complexes creux ayant chacune une forme se rétrécissant progressivement entre une base et un sommet, les éléments complexes creux étant reliés les uns aux autres par un ou plusieurs bords adjacents, le procédé comprenant : - le placement de granulés en matériau thermoplastique dans des cavités de moulage d’un moule d’un outillage de mise en forme, les cavités de moulage présentant une forme correspondant à la forme des éléments complexes du composant à fabriquer, - la mise en forme des granulés en matériau thermoplastique dans l’outillage de mise en forme, au moins le moule étant maintenu à une température supérieure à la température de transition vitreuse ou de fusion du matériau thermoplastique, - le refroidissement du moule à une température inférieure à la température de transition vitreuse du matériau thermoplastique, - démoulage d’un panneau multiéléments complexes comprenant une pluralité d’éléments complexes creux. En utilisant des granulés en matériau thermoplastique qui ont un faible coût d’approvisionnement, le procédé de l’invention permet d’obtenir de façon économique, fiable et répétable des composants équipés d’éléments de forme complexes avec une épaisseur de paroi très faible typiquement inférieure à 1mm. Le composant ainsi obtenu permet la fabrication de structures, par exemple des structure d’atténuation acoustiques, plus minces donc plus légères tout en respectant les spécifications requises en matière d’encombrement, performances mécaniques et de masse. Par ailleurs, lors de l’étape de mise en forme, le moule est maintenu à une température supérieure à la température de transition vitreuse ou de fusion du matériau thermoplastique. Comme expliqué ci-après en détails, cela permet de faciliter la formation d’éléments complexes creux avec des parois de très faibles épaisseurs. Selon un premier aspect particulier du procédé de l’invention, celui-ci comprend une étape de préchauffage des granulés en matériau thermoplastique à une température inférieure à la température de transition vitreuse du matériau thermoplastique, l’étape de préchauffage étant réalisée avant l’étape de placement des granulés en matériau thermoplastique dans des cavités de moulage ou avant l’étape de mise en forme des granulés en matériau thermoplastique. Cette étape de préchauffage permet de réduire le temps de chauffage des granulés dans le moule et ainsi accélérer la fabrication des composants. Selon un deuxième aspect particulier du procédé de l’invention, l’étape de placement des granulés en matériau thermoplastique dans des cavités de moulage comprend le placement automatique d’une quantité déterminée de granulés dans chaque cavité de moulage. Selon un troisième aspect particulier du procédé de l’invention, la quantité de granulés en matériau thermoplastique placée dans chaque cavité de moulage est définie en fonction de l’épaisseur de paroi de chaque élément complexe à fabriquer. Selon un quatrième aspect particulier du procédé de l’invention, les granulés sont en un matériau thermoplastique chargé. Selon un cinquième aspect particulier du procédé de l’invention, les cavités de moulage présentent une forme pyramidale, conique, en spirale, en entonnoir ou en trémie. Selon un sixième aspect particulier du procédé de l’invention, les éléments complexes du composant ont une épaisseur de paroi inférieure à 1mm. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une structure d’atténuation acoustique comprenant les étapes suivantes : - réalisation d’un composant acoustique selon le procédé de fabrication d’un composant acoustique de l’invention, - réalisation d’un panneau multiéléments acoustiques complexes comprenant le composant acoustique et une pluralité de cloisons formant des cavités acoustiques, chaque élément acoustique complexe du composant acoustique étant logé dans une cavité acoustique de manière à former une cellule acoustique, - assemblage d’une face du panneau multiéléments acoustiques complexes avec une face d’assemblage d’une peau acoustique. Les éléments acoustiques complexes creux du composant acoustique peuvent être avantageusement associés avec des cloisons pour augmenter la hauteur projetée des cellules formées. Il est ainsi possible de réaliser des structures d’atténuation acoustique aptes à atténuer des ondes sonores à plus basses fréquences et, par conséquent, sur des gammes de fréquences plus étendues tout en présentant un encombrement réduit. Selon un aspect particulier du procédé de fabrication d’une structure d’atténuation acoustique, la structure d’atténuation acoustique comprend en outre une peau de fermeture recouvrant la face horizontale du panneau multiéléments acoustiques complexes opposée à la face horizontale recouverte par la peau acoustique, le procédé comprenant l’assemblage de la pièce réunissant le panneau multiéléments acoustiques complexes et la pluralité de cloisons avec la peau de fermeture. La est une vue schématique en perspective montrant le remplissage automatique d’un moule de thermocompression avec des granulés en matériau thermoplastique selon un mode de réalisation de l’invention, La est une vue schématique en coupe d’un outillage de thermoformage montrant une étape de fabrication d’un composant acoustique selon un mode de réalisation de l’invention, La est une vue schématique en coupe d’un outillage de thermoformage montrant une autre étape de fabrication d’un composant acoustique selon un mode de réalisation de l’invention, La est une vue schématique en coupe d’un outillage de thermoformage montrant une autre étape de fabrication d’un composant acoustique selon un mode de réalisation de l’invention, La , est une vue schématique éclatée en perspective d’une structure d’atténuation acoustique selon un mode de réalisation de l’invention, La , est une vue schématique en coupe de la structure d’atténuation acoustique de la une fois assemblée. Procédé de fabrication d’un composant (120) comprenant une pluralité d’éléments complexes creux (121) ayant chacune une forme se rétrécissant progressivement entre une base (122) et un sommet (123), les éléments complexes creux étant reliés les uns aux autres par un ou plusieurs bords adjacents, le procédé comprenant : - le placement de granulés en matériau thermoplastique (10) dans des cavités de moulage (211) d’un moule (210) d’un outillage de mise en forme (200), les cavités de moulage présentant une forme correspondant à la forme des éléments complexes (121) du composant (120) à fabriquer, - la mise en forme des granulés en matériau thermoplastique (10) dans l’outillage de mise en forme, au moins le moule (210) étant maintenu à une température supérieure à la température de transition vitreuse du matériau thermoplastique, - le refroidissement du moule (210) à une température inférieure à la température de transition vitreuse du matériau thermoplastique, - démoulage d’un panneau multiéléments complexes (120) comprenant une pluralité d’éléments complexes creux (121). Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape de préchauffage des granulés en matériau thermoplastique (10) à une température inférieure à la température de transition vitreuse du matériau thermoplastique, l’étape de préchauffage étant réalisée avant l’étape de placement des granulés en matériau thermoplastique dans des cavités de moulage (211) ou avant l’étape de mise en forme des granulés en matériau thermoplastique. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape de placement des granulés en matériau thermoplastique (10) dans des cavités de moulage (211) comprend le placement automatique d’une quantité déterminée de granulés dans chaque cavité de moulage. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la quantité de granulés en matériau thermoplastique (10) placée dans chaque cavité de moulage (211) est définie en fonction de l’épaisseur de paroi de chaque élément complexe creux (121) à fabriquer. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les granulés sont en un matériau thermoplastique chargé. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les cavités de moulage (211) présentent une forme pyramidale, conique, en spirale, en entonnoir ou en trémie. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les éléments complexes creux (121) du composant acoustique (120) ont une épaisseur de paroi inférieure à 1mm. Procédé de fabrication d’une structure d’atténuation acoustique (100) comprenant les étapes suivantes : - réalisation d’un composant acoustique (120) selon le procédé tel que défini dans l’une quelconque des revendications 1 à 7, - réalisation d’un panneau multiéléments acoustiques complexes comprenant le composant acoustique et une pluralité de cloisons (131) formant des cavités acoustiques (132), chaque élément acoustique complexe creux (121) du composant acoustique (120) étant logé dans une cavité acoustique de manière à former une cellule acoustique (150), - assemblage d’une face (122a) du panneau multiéléments acoustiques complexes (120) avec une face d’assemblage (112) d’une peau acoustique (110). Procédé selon la revendication 8, dans lequel la structure d’atténuation acoustique (100) comprend en outre une peau de fermeture (140) recouvrant la face horizontale du panneau multiéléments acoustiques complexes (120) opposée à la face horizontale recouverte par la peau acoustique (110), le procédé comprenant l’assemblage de la pièce réunissant le panneau multiéléments acoustiques complexes (120) et la pluralité de cloisons (131) avec la peau de fermeture (140).