Brevet FR3128891A1 — publié le 20230512

Procédé de fabrication d’un clinquant, c’est-à-dire d’une pièce métallique de faible épaisseur, ainsi qu’un clinquant fabriqué de cette manière, le procédé comprenant une étape de fabrication additive, comprenant la fabrication simultanée, sur un plateau de fabrication (41), - d’une première coquille (71), s’étendant entre le plateau de fabrication (41) et le clinquant (79), la première coquille (71) possédant une portion en saillie (71a) épousant la forme de la surface interne de la portion en U du clinquant (79), - du clinquant (79), et - d’une deuxième coquille (72), s’étendant à partir du clinquant (79) dans la direction opposée au plateau de fabrication (41), le deuxième coquille (72) possédant un renfoncement (72a) épousant la forme de la surface externe de la portion en U du clinquant (79), une étape de retrait des coquilles (71, 72) et de libération du clinquant (79), et une étape d’attaque chimique du clinquant (79). Fig. 5. Procédé de fabrication d’un clinquant Le présent exposé concerne un procédé de fabrication d’un clinquant, c’est-à-dire d’une pièce métallique de faible épaisseur, ainsi qu’un clinquant fabriqué de cette manière. Un tel clinquant peut notamment être utilisé dans le domaine aéronautique, par exemple pour former un bouclier de bord d’attaque de certaines aubes ou redresseurs. Dans un turboréacteur, les aubes de soufflantes sont de plus en plus souvent réalisées en matériau composite afin de réduire la masse du moteur. Toutefois, les matériaux composites étant plus fragiles que le métal, il est désormais classique de munir ces aubes d’un bouclier de bord d’attaque métallique destiné à protéger l’aube contre, notamment, les ingestions d’oiseaux et de grêle. Une telle configuration est également imaginée pour les redresseurs de soufflante, également appelés aubages directeur de sortie ou « outlet guide vanes » (OGV) en anglais. Un tel bouclier de bord d’attaque est classiquement fabriqué par pliage d’une tôle métallique. Toutefois, si une telle technique donne de bons résultats pour les aubes de soufflantes, ces dernières possédant un bord d’attaque sensiblement rectiligne, elle s’adapte beaucoup moins bien pour les redresseurs de soufflante qui possèdent pour leur part une géométrie plus complexe avec, notamment, un bord d’attaque suivant une courbe gauche. En effet, la technique connue du pliage de tôle ne permet pas de suivre de manière satisfaisante le profil du bord d’attaque de ces redresseurs. On constate en particulier l’apparition de vaguelettes dans le clinquant formant le bouclier de bord d’attaque dans les zones où le bord d’attaque présente une courbure importante ; or ces vaguelettes entraînent des perturbations aérodynamiques et réduisent l’adhérence du bouclier de bord d’attaque et donc la protection du matériau composite sous-jacent, ce qui n’est pas acceptable. Les seules solutions envisagées jusque-là étaient soit de réduire la longueur des ailettes du clinquant soit de réduire son épaisseur ; toutefois, dans un cas comme dans l’autre, les essais ont montré que le bouclier ne parvenait alors plus à protéger la pièce sous-jacent de manière satisfaisante. Il existe donc un réel besoin pour un procédé de fabrication d’un clinquant et pour un clinquant qui soient dépourvus, au moins en partie, des inconvénients inhérents à la méthode connue précitée. Le présent exposé concerne un procédé de fabrication d’un clinquant possédant au moins une portion en U, comprenant une étape de fabrication additive, comprenant la fabrication simultanée, sur un plateau de fabrication, - d’une première coquille, s’étendant entre le plateau de fabrication et le clinquant, la première coquille possédant une portion en saillie épousant la forme de la surface interne de la portion en U du clinquant, - du clinquant, et - d’une deuxième coquille, s’étendant à partir du clinquant dans la direction opposée au plateau de fabrication, le deuxième coquille possédant un renfoncement épousant la forme de la surface externe de la portion en U du clinquant, une étape de retrait des coquilles et de libération du clinquant, et une étape d’attaque chimique du clinquant. Grâce à un tel procédé mettant en œuvre une étape de fabrication additive, il est possible de réaliser un clinquant possédant une forme tridimensionnelle complexe. Il est donc possible d’équiper des pièces complexes avec un tel clinquant sans problème d’ajustement ou d’adhérence puisque le clinquant est fabriqué directement avec la géométrie définitive qui s’ajustera parfaitement sur la pièce. Le clinquant ne subit donc plus de déformations telles que des vaguelettes lors de sa mise en place sur la pièce. De plus, l’utilisation de coquilles permet de soutenir et de stabiliser le clinquant durant la fabrication additive afin d’éviter que le clinquant, particulièrement fin, ne s’effondre ou ne se déforme au cours de la fabrication additive. L’étape d’attaque chimique permet pour sa part d’améliorer l’état de surface du clinquant, ce dernier présentant en effet une forte rugosité à l’issue de l’étape de fabrication additive. Elle permet également d’ajuster l’épaisseur du clinquant. Dans certains modes de réalisation, le clinquant est un bouclier de bord d’attaque ou de bord de fuite d’une aube ou d’un redresseur. Il peut notamment s’agir d’une aube de soufflante ou d’un aubage directeur de sortie. Dans certains modes de réalisation, le clinquant possède, à l’issue de l’étape de fabrication additive, une épaisseur inférieure à 1 mm, de préférence inférieure à 0,7 mm. Dans certains modes de réalisation, le clinquant possède une épaisseur finale inférieure à 1 mm, de préférence comprise entre 0,2 et 0,4 mm. Dans certains modes de réalisation, la portion en U du clinquant comprend deux ailettes reliées par une portion coudée, les deux ailettes étant parallèles ou formant un angle inférieur à 20°, de préférence inférieur à 10°. La portion en U forme ainsi une cavité longitudinale, cette cavité longitudinale pouvant par exemple recevoir le bord d’attaque d’une aube ou d’un redresseur. Dans certains modes de réalisation, les deux ailettes du clinquant possèdent une longueur supérieure à 5 mm, de préférence supérieure à 20 mm. Une telle longueur permet de protéger efficacement la pièce sous-jacente en cas de choc frontal, par exemple en cas d’ingestion d’oiseau ou de grêle. Dans certains modes de réalisation, la portion en U du clinquant s’étend de manière curviligne dans la direction de la hauteur. En particulier, le bord d’extrémité du clinquant, correspondant au bord d’attaque de l’aube ou du redresseur, suit une courbe gauche, c’est-à-dire une courbe qui n’est pas contenue dans un plan. Dans certains modes de réalisation, le clinquant est réalisé en métal, de préférence en Inconel®, par exemple en Inconel® 718. Dans certains modes de réalisation, l’étape de fabrication additive est une étape de fusion sélective par laser. Dans certains modes de réalisation, au moins des portions correspondantes des première et deuxième coquilles sont fabriquées en vis-à-vis l’une de l’autre. On assure ainsi la stabilité de la deuxième coquille par rapport à la première coquille, ce qui réduit l’effort exercé par la deuxième coquille sur le clinquant au cours de la fabrication. Dans certains modes de réalisation, un jeu est laissé entre chaque coquille et le clinquant. Ainsi, une fine couche de poudre non solidifiée est laissée entre les coquilles et le clinquant, ce qui facilite la libération du clinquant. De plus, puisque cette couche de poudre est peu épaisse, elle n’entrave pas l’action de soutien et de maintien des coquilles sur le clinquant. Dans certains modes de réalisation, un jeu est laissé entre les deux coquilles. Ceci permet de désolidariser facilement les deux coquilles sans devoir les découper. Dans certains modes de réalisation, ce jeu est inférieur à 2 mm. Dans certains modes de réalisation, l’interface entre le clinquant et la première coquille est majoritairement oblique, formant de préférence un angle compris entre 30 et 60°. Il en est de préférence de même pour l’interface entre le clinquant et la deuxième coquille. De cette manière, les majeures parties du clinquant et des deux coquilles sont fabriquées couche par couche de manière simultanée : la fabrication et le soutien du clinquant par les coquilles se font donc de manière régulière. En particulier, chaque couche fabriquée de la deuxième coquille peut être supportée principalement par les couches inférieures de la deuxième coquille plutôt que par le clinquant : on réduit ainsi le risque d’exercer des contraintes non souhaitées sur le clinquant en cours de fabrication. Dans certains modes de réalisation, l’étape d’attaque chimique est réalisée à l’aide d’une solution d’acide nitrique et d’acide fluorhydrique (ex : HNO3/HF). Dans certains modes de réalisation, la durée de l’étape d’attaque chimique est comprise entre 5 minutes et 24h, de préférence entre 2h et 24h. Cette durée est de préférence choisie en fonction de la quantité de matière à enlever : elle dépend donc de la géométrie, c’est-à-dire des dimensions initiales et finales de la pièce, ainsi que de l’état de surface souhaité. Le présent exposé concerne également un clinquant, obtenu à l’aide d’un procédé selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents. Le présent exposé concerne également une aube, mobile ou statique, munie d’un bouclier de bord d’attaque formé à l’aide d’un clinquant selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents. Le présent exposé concerne également une turbomachine comprenant une telle aube. Dans le présent exposé, les termes « longitudinal », « transversal » et leurs dérivés sont définis par rapport à la direction d’extension principale du clinquant ; les termes « intérieur », « extérieur » et leurs dérivés sont quant à eux définis par rapport au coude formée par la portion en U. Par ailleurs, on entend par « plan axial » un plan passant par l’axe principal de la turbomachine et par « plan radial » un plan perpendiculaire à cet axe principal ; enfin, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation de l’air dans la turbomachine. Les caractéristiques et avantages précités, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, d'exemples de réalisation du procédé et du clinquant proposés. Cette description détaillée fait référence aux dessins annexés. Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à illustrer les principes de l’exposé. Sur ces dessins, d’une figure à l’autre, des éléments (ou parties d’élément) identiques sont repérés par les mêmes signes de référence. La est une coupe axiale d’un exemple de turbomachine. La représente un exemple d’aubage directeur de sortie muni d’un clinquant. La représente un exemple de clinquant. La est une vue d’ensemble d’un dispositif de fusion sélective par laser. La est une vue en coupe d’un clinquant en cours de fabrication. Procédé de fabrication d’un clinquant possédant au moins une portion en U, comprenant une étape de fabrication additive, comprenant la fabrication simultanée, sur un plateau de fabrication (41), - d’une première coquille (71), s’étendant entre le plateau de fabrication (41) et le clinquant (79), la première coquille (71) possédant une portion en saillie (71a) épousant la forme de la surface interne de la portion en U du clinquant (79), - du clinquant (79), et - d’une deuxième coquille (72), s’étendant à partir du clinquant (79) dans la direction opposée au plateau de fabrication (41), le deuxième coquille (72) possédant un renfoncement (72a) épousant la forme de la surface externe de la portion en U du clinquant (79), une étape de retrait des coquilles (71, 72) et de libération du clinquant (79), et une étape d’attaque chimique du clinquant (79). Procédé selon la revendication 1, dans lequel le clinquant est un bouclier (30) de bord d’attaque ou de bord de fuite d’une aube ou d’un redresseur (20). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le clinquant (30) possède une épaisseur finale inférieure à 1 mm, de préférence comprise entre 0,2 et 0,4 mm. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la portion en U du clinquant (30) comprend deux ailettes (31, 32) reliées par une portion coudée (33), les deux ailettes (31, 32) étant parallèles ou formant un angle inférieur à 20°, de préférence inférieur à 10°, et dans lequel les deux ailettes (31, 32) du clinquant (30) possèdent une longueur supérieure à 5 mm. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la portion en U du clinquant (30) s’étend de manière curviligne dans la direction de la hauteur. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’étape de fabrication additive est une étape de fusion sélection par laser. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel au moins des portions correspondantes des première et deuxième coquilles (71, 72) sont fabriquées en vis-à-vis l’une de l’autre. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel un jeu (e) est laissé entre chaque coquille (71, 72) et le clinquant (79), ce jeu (e) étant inférieur à 2 mm. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’étape d’attaque chimique est réalisée à l’aide d’une solution d’acide nitrique et d’acide fluorhydrique. Clinquant, obtenu à l’aide d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9. Aube, mobile ou statique, munie d’un bouclier de bord d’attaque formé à l’aide d’un clinquant selon la revendication 10. Turbomachine comprenant une aube selon la revendication 11.