Brevet FR3129871A1 — publié le 20230609

Procédé (100) de fabrication d’une aube comprenant la préparation (102) d’une préforme de longeron disposée dans un premier moule, la préforme de longeron comportant une âme et un pied ; une première étape d’injection (104) d’une première résine thermodurcissable dans la préforme de longeron ; la polymérisation partielle (106) de la première résine dans la préforme de longeron jusqu’à vitrification partielle de la première résine thermodurcissable ; le positionnement (108) d’une préforme de corps autour de l’âme de la préforme de longeron ; l’injection (110) d’une deuxième résine dans la préforme de corps d’aube ; et la polymérisation complète (112) de la première et de la deuxième résine. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 PROCEDE DE FABRICATION D’UNE AUBE, NOTAMMENT UNE AUBE COMPOSITE L’invention exposée concerne la fabrication d’une aube, notamment une aube composite, telle qu’une aube pour une turbomachine, en particulier un turboréacteur. Les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans les moteurs aéronautiques afin de réduire la masse des structures, tout en assurant un bon comportement mécanique. Afin d’améliorer les performances du moteur, notamment les exigences aéronautiques de poussée et de performance, les pièces en matériau composite présentent des géométries toujours plus complexes. Il est connu, de la demande de brevet FR2985940, un procédé de fabrication d’une pale en matériau composite. Ce procédé comprend une insertion d’un longeron avec une première résine polymérisée dans une préforme de pale et une injection d’une deuxième résine dans la préforme de pale. Toutefois, la tenue mécanique à l’interface entre le longeron et la préforme de pale peut ne pas être satisfaisante. L’invention exposée vise à remédier, en tout ou partie, à cet inconvénient. A cet effet, elle concerne un procédé de fabrication d’une aube, notamment une aube composite, comprenant au moins : une étape de préparation, au cours de laquelle une préforme d’un longeron comportant au moins une âme, en particulier une préforme d’un longeron en fibres, est disposée dans un premier moule ; une étape de première injection, au cours de laquelle une première résine, notamment une première résine thermodurcissable, est injectée dans la préforme du longeron ; une étape de polymérisation partielle, au cours de laquelle une polymérisation de la première résine dans la préforme du longeron est réalisée jusqu’à une vitrification partielle de la première résine ; une étape de positionnement, au cours de laquelle une préforme d’un corps de l’aube, notamment une préforme d’un corps de l’aube comprenant des fibres, est positionnée autour de l’âme de la préforme du longeron ; une étape de deuxième injection, au cours de laquelle une deuxième résine, notamment une deuxième thermodurcissable, est injectée dans la préforme du corps de l’aube ; et une étape de polymérisation complète au cours de laquelle une polymérisation finale de la première résine et la deuxième résine est réalisée. Grâce à la polymérisation partielle de la première résine dans la préforme du longeron jusqu’à une vitrification partielle de la première résine, la préforme du longeron peut être manipulée, notamment pour être positionnée dans la préforme du corps de l’aube. Ainsi, la vitrification partielle de la première résine confère une raideur suffisante au longeron pour qu’il ne se déforme pas au-delà d’un niveau inadmissible lors du démoulage et de l’introduction dans la préforme du corps de l’aube et une pégosité faible pour éviter que le longeron reste collé au moule et/ou colle sur toute surface avec laquelle il serait mis en contact. De plus, la vitrification de la première résine étant partielle, lors de la polymérisation complète, la première résine et la deuxième résine peuvent se lier et former ainsi une interface présentant de meilleures propriétés mécaniques que lorsque la première résine est complètement polymérisée avant l’injection de la deuxième résine. On peut ainsi éviter des étapes supplémentaires d’ajout d’un adhésif, d’une pâte de collage et/ou d’un primaire d’accrochage sur le longeron dont la résine a été complètement polymérisée. On réduit ainsi les étapes de fabrication et les coûts liés au matériau de collage qui sont non négligeables. On réduit également le risque d’un collage non conforme entre le longeron et le corps de l’aube qui peut aller jusqu’à la mise au rebut de la pièce pour non-conformité avec le cahier des charges. On comprend que l’injection de la première résine et de la deuxième résine est réalisée respectivement dans un premier et un deuxième moule. A titre d’exemples non limitatifs, l’injection est réalisée par un procédé d’injection de résine en moule fermé, également désigné par l’acronyme LCM pour « Liquid Composite Molding » en anglais, par exemple par moulage par transfert de résine, également désigné par l’acronyme RTM pour « Resin Transfert Molding » en anglais, par moulage par transfert de résine sous vide, également désigné par l’acronyme VA-RTM pour « Vacuum Assisted Resin Transfert Molding » en anglais, ou par moulage par compression, également désigné par l’acronyme C-RTM pour « Compressive Resin Transfert Molding » en anglais. Selon un exemple de réalisation, la préforme du corps de l’aube comprenant des fibres peut comprendre une première partie faite de fibres et une deuxième partie exempte de fibres. A titre d’exemple non limitatif : la deuxième partie exempte de fibres peut être réalisée en mousse, et/ou la préforme de longeron en fibres peut être réalisée par tissé 3D, et/ou la préforme du corps de l’aube comprenant des fibres peut être réalisée au moins partiellement par tissé 3D. Dans certains modes de réalisation, la première résine et/ou la deuxième résine est une résine thermodurcissable par polyaddition. Alternativement, il est envisageable que, dans certains modes de réalisation, la première résine et/ou la deuxième résine est une résine thermodurcissable par polycondensation. Toutefois, de façon préférentielle, l’étape de polymérisation partielle de la première résine est réalisée par polyaddition. Ceci permet ainsi d’éviter une génération de composés volatils, notamment de l’eau, difficilement évacuables. De tels composés volatils seraient susceptibles de créer une pièce poreuse disposant de caractéristiques mécaniques inférieures aux attentes. Selon diverses caractéristiques de l’invention : la première résine et la deuxième résine peuvent être des résines époxydes ; et/ou la première résine et la deuxième résine peuvent être les mêmes ; et/ou la polymérisation partielle de la première résine peut être réalisée jusqu’à obtention d’un taux de réticulation supérieur ou égal à 0,5, de préférence supérieur ou égal à 0,6, encore plus de préférence supérieur ou égal à 0,7 ; et/ou la température de polymérisation partielle de la première résine peut être inférieure à la température nominale de polymérisation de la première résine. La température de polymérisation partielle de la première résine étant inférieure à la température nominale de polymérisation de la première résine, il est possible de réduire la vitesse de polymérisation de la première résine et ainsi de contrôler de manière plus précise l’avancement de la polymérisation (gélification et vitrification). A titre d’exemple non limitatif, la température de polymérisation partielle de la première résine peut être inférieure de 20°C (degré Celcius) par rapport à la température nominale de polymérisation de la première résine. Dans certains modes de réalisation, la température nominale de polymérisation de la deuxième résine peut être supérieure ou égale à la température nominale de polymérisation de la première résine. En particulier, la différence entre la température nominale de polymérisation de la deuxième résine et la température nominale de polymérisation de la première résine peut être inférieure ou égale à 20°C. On peut ainsi réduire, voire éviter, la potentielle dévitrification de la première résine pendant l’étape de polymérisation complète de la première résine et de la deuxième résine. D'autres caractéristiques et avantages de l'objet du présent exposé ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées. La est un ordinogramme représentant les étapes d’un procédé de fabrication d’une aube, notamment une aube composite, selon l’invention ; et La est une vue en coupe d’une aube, notamment une aube composite. Procédé (100) de fabrication d’une aube (10), notamment d’une aube composite (10), comprenant au moins : une étape de préparation (102), au cours de laquelle une préforme d’un longeron (12) comportant au moins une âme (16), en particulier une préforme d’un longeron (12) en fibres, est disposée dans un premier moule ; une étape de première injection (104), au cours de laquelle une première résine, notamment une première résine thermodurcissable, est injectée dans la préforme du longeron (12) ; une étape de polymérisation partielle (106), au cours de laquelle une polymérisation de la première résine dans la préforme du longeron (12) est réalisée jusqu’à une vitrification partielle de la première résine ; une étape de positionnement (108), au cours de laquelle une préforme d’un corps (11) de l’aube (10), notamment une préforme d’un corps (11) de l’aube (10) comprenant des fibres, est positionnée autour de l’âme (16) de la préforme du longeron (12) ; une étape de deuxième injection (110), au cours de laquelle une deuxième résine, notamment une deuxième thermodurcissable, est injectée dans la préforme du corps (11) de l’aube (10) ; et une étape de polymérisation complète (112) ; au cours de laquelle une polymérisation finale de la première résine et la deuxième résine est réalisée. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel la première résine et la deuxième résine sont des résines époxydes. Procédé (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première résine et la deuxième résine sont les mêmes. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la polymérisation partielle de la première résine est réalisée jusqu’à obtention d’un taux de réticulation supérieur ou égal à 0,5, de préférence supérieur ou égal à 0,6, notamment supérieur ou égal à 0,7. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la température de polymérisation partielle de la première résine est inférieure à la température nominale de polymérisation de la première résine. Procédé (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la température nominale de polymérisation de la deuxième résine est supérieure ou égale à la température nominale de polymérisation de la première résine. Procédé (100) selon la revendication 6, dans lequel une différence entre la température nominale de polymérisation de la deuxième résine et la température nominale de polymérisation de la première résine est inférieure ou égale à 20°C.