Brevet FR3125975A1 — publié le 20230210

- Procédé et dispositif de fabrication de pièce à partir d’un coussin en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef. - Le dispositif (1) comporte une unité de préparation configurée pour réaliser un coussin (9) pourvu de deux plaques (10, 11) et, entre lesdites plaques (10, 11), d’un espace interne pourvu d’une ouverture (13), et une unité de moulage (14) comprenant un moule (15) dans lequel est positionné le coussin (9), le moule (15) comportant deux coquilles (16, 17) et une empreinte (18) correspondant à la forme de la pièce (2) à fabriquer, l’unité de moulage (14) étant configurée pour injecter un fluide sous pression dans l’espace interne du coussin (9) à travers l’ouverture (13) afin de déformer ledit coussin (9) pour qu’il épouse l’empreinte (18) et forme la pièce (2), ledit dispositif (1) permettant de fabriquer des pièces monobloc de tailles variées et notamment des pièces présentant des formes complexes, en particulier des formes non développables. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. Procédé et dispositif de fabrication de pièce à partir d’un coussin en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication de pièces en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE Bien que non exclusivement, la présente invention s’applique plus particulièrement à la fabrication d’une pièce destinée à tout type de bord, notamment un bord d’attaque, d’un élément en particulier d’un aéronef et notamment d’un avion de transport. Il peut s’agir en particulier d’un élément aérodynamique, c’est-à-dire d’un élément dont la forme permet d’optimiser l’écoulement d’air à sa surface, tel qu’une entrée d’air ou une aile. Généralement, de telles pièces sont réalisées en alliage d’aluminium par des méthodes de fabrication par déformation plastique. Ces pièces peuvent présenter des formes complexes, par exemple des formes non développables, ce qui les rend difficiles à fabriquer par des méthodes usuelles. Cela nécessite notamment des outils spéciaux et plusieurs étapes successives incluant des traitements thermiques. La fabrication de telles pièces est donc longue et coûteuse. De plus, il existe actuellement une grande disparité dans les méthodes de fabrication de ce type de pièces, ce qui peut se traduire par des différences dans les caractéristiques mécaniques des pièces. En particulier, les pièces ne sont pas toujours monobloc, mais elles sont souvent réalisées par un assemblage de plusieurs éléments, ce qui suppose une fabrication longue et coûteuse. En outre, les méthodes de fabrication usuelles ne permettent pas de réaliser ce type de pièces dans des matériaux variés, en particulier en titane qui présente un grand intérêt dans le domaine aéronautique. Il existe donc un besoin de disposer d’une solution permettant de fabriquer une pièce monobloc en matériau déformable, de façon rapide et peu coûteuse, de plus dans des matériaux variés et notamment en titane. La présente invention a pour objet de répondre à ce besoin. Pour ce faire, elle concerne un procédé de fabrication d‘au moins une pièce en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef. Selon l’invention, ledit procédé comprend au moins les étapes suivantes : - une étape de préparation consistant à réaliser un coussin pourvu de deux plaques agencées l’une contre l’autre de manière à ménager un espace interne et comprenant au moins une ouverture permettant d’accéder à cet espace interne ; - une étape de moulage consistant à positionner le coussin au moins partiellement dans un moule, ledit moule comportant au moins deux coquilles et une empreinte correspondant à la forme de la pièce à fabriquer, à fermer ledit moule en assemblant les coquilles entre elles, et à injecter un fluide sous pression dans l’espace interne du coussin à travers ladite ouverture afin de déformer ledit coussin pour qu’il épouse l’empreinte du moule et forme une pièce brute présentant la forme de la pièce à fabriquer ; et - une étape de finition consistant à démouler la pièce brute et à mettre en œuvre des opérations de finition sur ladite pièce brute afin d’obtenir la pièce fabriquée. Ainsi, grâce audit procédé, comprenant un moulage par injection de fluide sous pression, on dispose d’une méthode de fabrication par déformation plastique permettant de réaliser des pièces monobloc, de tailles variées et dans des matériaux variés (en particulier en titane), et notamment des pièces dont les formes sont complexes comme des formes non développables. Avantageusement, l’agencement des plaques du coussin à l’étape de préparation consiste à solidariser entre elles lesdites plaques en soudant leurs extrémités périphériques. Dans un mode de réalisation préféré, l’étape de moulage utilise un moule dont l’empreinte présente une forme permettant de fabriquer simultanément au moins deux pièces. La fabrication mise en œuvre par ledit procédé de fabrication peut être réalisée à froid. Toutefois, dans un mode de réalisation particulier, l’étape de moulage comporte, de plus, une sous-étape de chauffe, après la fermeture du moule, consistant à chauffer au moins le coussin avant d’injecter le fluide sous pression. De façon avantageuse, la sous-étape de chauffe correspond à l’une des sous-étapes suivantes : - placer le moule contenant le coussin dans un four et chauffer le moule et le coussin au moyen du four ; - placer le coussin seul dans un four, et chauffer ledit coussin avant de le positionner dans le moule ; - chauffer le coussin au moyen du moule, ledit moule étant de type chauffant. Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation, le coussin présente une forme annulaire pourvue d’une extrémité dite interne correspondant à la périphérie interne de la forme annulaire et d’une extrémité dite externe correspondant à la périphérie externe de la forme annulaire, et à l’étape de moulage, au moins l’une des extrémités interne et externe dudit coussin est fixée au moule. En outre, dans un second mode de réalisation, le coussin présente une forme annulaire pourvu d’une extrémité dite interne correspondant à la périphérie interne de la forme annulaire et d’une extrémité dite externe correspondant à la périphérie externe de la forme annulaire, et à l’étape de moulage, les extrémités interne et externe dudit coussin sont montées libres en déplacement par rapport au moule. La présente invention concerne également un dispositif de fabrication d‘au moins une pièce en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef. Selon l’invention, ledit dispositif comporte au moins : - une unité de préparation configurée pour réaliser un coussin pourvu de deux plaques agencées l’une contre l’autre de manière à ménager un espace interne et comprenant au moins une ouverture permettant d’accéder à cet espace interne ; et - une unité de moulage comprenant un moule dans lequel peut être positionné au moins partiellement le coussin, ledit moule comportant au moins deux coquilles et une empreinte correspondant à la forme de la pièce à fabriquer, ledit moule étant apte à être fermé en assemblant les coquilles entre elles, l’unité de moulage étant configurée pour injecter un fluide sous pression dans l’espace interne du coussin à travers ladite ouverture afin de déformer ledit coussin positionné dans le moule pour qu’il épouse l’empreinte du moule et forme une pièce brute présentant la forme de la pièce à fabriquer, ladite pièce brute étant apte à être soumise à des opérations de finition afin de former la pièce fabriquée. Avantageusement, le moule comporte, en plus de l’empreinte, au moins un espace auxiliaire apte à alimenter en matière ledit coussin lors de sa déformation par le fluide sous pression selon au moins l’un des cas suivants : - l’espace auxiliaire est configuré pour pouvoir contenir une partie de la matière du coussin destinée à alimenter en matière la déformation dudit coussin ; - l’espace auxiliaire est configuré pour permettre à au moins une extrémité du coussin de glisser entre les coquilles du moule afin d’alimenter en matière la déformation dudit coussin. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif comporte, de plus, un four apte à recevoir et à chauffer le moule contenant le coussin ou le coussin seul. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La est une vue éclatée, en perspective, d’une unité de moulage d’un dispositif de fabrication. La est une vue, en perspective, d’une pièce fabriquée par un dispositif de fabrication. La est une vue éclatée, en perspective, d’un coussin avant déformation lors d’une étape de moulage. La est une vue, en coupe et en perspective, d’une unité de moulage comportant un coussin non déformé dans un moule fermé. La est une vue, en perspective, d’un coussin après déformation lors d’une étape de moulage. La est une vue partielle, en perspective et en coupe, de deux pièces fabriquées par un dispositif de fabrication configuré pour former deux pièces en une seule étape de moulage. La est une vue partielle, en perspective et en coupe, d’une empreinte d’un moule comportant un premier exemple d’espaces auxiliaires. La est une vue partielle, en perspective et en coupe, d’une empreinte d’un moule comportant un second exemple d’espaces auxiliaires. La est un schéma synoptique d’un procédé de fabrication. Procédé de fabrication d‘au moins une pièce en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : - une étape de préparation (E1) consistant à réaliser un coussin (9) pourvu de deux plaques (10, 11) agencées l’une contre l’autre de manière à ménager un espace interne (12) et comprenant au moins une ouverture (13) permettant d’accéder à cet espace interne (12) ; - une étape de moulage (E2) consistant à positionner le coussin (9) au moins partiellement dans un moule (15), ledit moule (15) comportant au moins deux coquilles (16, 17) et une empreinte (18) correspondant à la forme de la pièce (2) à fabriquer, à fermer ledit moule (15) en assemblant les coquilles (16, 17) entre elles, et à injecter un fluide sous pression dans l’espace interne (12) du coussin (9) à travers ladite ouverture (13) afin de déformer ledit coussin (9) pour qu’il épouse l’empreinte (18) du moule (15) et forme une pièce brute présentant la forme de la pièce (2) à fabriquer ; et - une étape de finition (E3) consistant à démouler la pièce brute et à mettre en œuvre des opérations de finition sur ladite pièce brute afin d’obtenir la pièce (2) fabriquée. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’agencement des plaques (10, 11) du coussin (9) à l’étape de préparation (E1) consiste à solidariser entre elles lesdites plaques (10, 11) en soudant leurs extrémités périphériques. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’à l’étape de moulage (E2), le coussin (9) est positionné dans le moule (15) dont l’empreinte (18) correspond à une forme permettant de fabriquer simultanément au moins deux pièces (2). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’étape de moulage (E2) comporte, de plus, une sous-étape de chauffe (E21), après la fermeture du moule (15), consistant à chauffer au moins le coussin (9) avant d’injecter le fluide sous pression. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la sous-étape de chauffe (E21) correspond à l’une des sous-étapes suivantes : - placer le moule (15) contenant le coussin(9) dans un four (34) et chauffer le moule (15) et le coussin (9) au moyen du four (34) ; - placer le coussin (9) seul dans un four, et chauffer ledit coussin (9) avant de le positionner dans le moule (15) ; - chauffer le coussin (9) au moyen du moule (15), ledit moule (15) étant de type chauffant. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le coussin (9) présente une forme annulaire pourvue d’une extrémité (9A) dite interne correspondant à la périphérie interne de la forme annulaire, et d’une extrémité (9B) dite externe correspondant à la périphérie externe de la forme annulaire, et en ce qu’à l’étape de moulage (E2), au moins l’une des extrémités (9A, 9B) interne et externe dudit coussin (9) est fixée au moule (15). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le coussin (9) présente une forme annulaire pourvue d’une extrémité (9A) dite interne correspondant à la périphérie interne de la forme annulaire, et d’une extrémité (9B) dite externe correspondant à la périphérie externe de la forme annulaire, et en ce qu’à l’étape de moulage (E2), les extrémités (9A, 9B) interne et externe dudit coussin (9) sont montées libres en déplacement par rapport au moule (15). Dispositif de fabrication d‘au moins une pièce en matériau déformable, en particulier pour un bord d’un élément d’un aéronef, caractérisé en ce qu’il comporte au moins : - une unité de préparation configurée pour réaliser un coussin (9) pourvu de deux plaques (10, 11) agencées l’une contre l’autre de manière à ménager un espace interne (12) et comprenant au moins une ouverture (13) permettant d’accéder à cet espace interne (12) ; et - une unité de moulage (14) comprenant un moule (15) dans lequel peut être positionné au moins partiellement le coussin (9), ledit moule (15) comportant au moins deux coquilles (16, 17) et une empreinte (18) correspondant à la forme de la pièce (2) à fabriquer, ledit moule (15) étant apte à être fermé en assemblant les coquilles (16, 17) entre elles, l’unité de moulage (14) étant configurée pour injecter un fluide sous pression dans l’espace interne (12) du coussin (9) à travers ladite ouverture (13) afin de déformer ledit coussin (9) positionné dans le moule (15) pour qu’il épouse l’empreinte (18) du moule (15) et forme une pièce brute présentant la forme de la pièce (2) à fabriquer, ladite pièce brute étant apte à être soumise à des opérations de finition afin de former la pièce (2) fabriquée. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moule (15) comporte, en plus de l’empreinte (18), au moins un espace auxiliaire (22, 23, 24, 25) apte à alimenter en matière ledit coussin (9) lors de sa déformation par le fluide sous pression selon au moins l’un des cas suivants : - l’espace auxiliaire (22, 23, 24, 25) est configuré pour pouvoir contenir une partie de la matière du coussin (9) destinée à alimenter en matière la déformation dudit coussin (9) ; - l’espace auxiliaire (22, 23, 24, 25) est configuré pour permettre à au moins une extrémité du coussin (9) de glisser entre les coquilles (16, 17) du moule (15) afin d’alimenter en matière la déformation dudit coussin (9). Dispositif selon l’une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu’il comporte, de plus, un four (34) apte à recevoir et à chauffer le moule (15) contenant le coussin(9) ou le coussin (9) seul.