Brevet FR3132037A1 — publié le 20230728

PROCEDE DE FABRICATION D’UNE PIECE DE FORME COMPLEXE Le procédé de fabrication selon l’invention est pour une pièce (1) de forme complexe, à partir de plusieurs blocs (2a, 2b, 2c), caractérisé en ce qu’il comprenant les étapes suivantes : détermination du nombre et de la taille de blocs (2a, 2b, 2c) à réaliser, découpe de formes enveloppes (20a, 20b, 20c), chaque forme enveloppe ayant au moins une surface complémentaire (22a, 22b, 22c) à une surface d’un autre bloc, soudage par friction des formes enveloppes (20a, 20b, 20c) sur leur surface plane (22a, 22b, 22c) pour obtenir une préforme (3), usinage de la préforme (3) pour obtenir la pièce (1). Grace à l’invention, on obtient plus facilement des préformes proches de la forme finale de la pièce et de dimension quasiment infinie, qu’il suffit d’usiner. L’utilisation du soudage par friction permet d’obtenir une pièce aux propriétés mécaniques proches de celles du matériau initial. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 PROCEDE DE FABRICATION D’UNE PIECE DE FORME COMPLEXE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui de la fabrication de pièces de forme complexe, c’est-à-dire une forme avec des excroissances, des formes irrégulières, courbées, creuses et en particulier certaines pièces aéronautiques comme par exemple des cadres inter pivot. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Actuellement ces pièces sont réalisées en forgés libre ou matricés approchés. Les pièces forgées ont des coûts non récurrents de développement faibles mais la quantité de matières restantes à usiner est importante d’où une perte de matière importante. Selon la forme de la pièce, la perte matière peut être supérieure à 90%. Les pièces matricées ont des coûts non récurrents importants, mais les formes doivent être unidirectionnelles et les modifications en cours de développement sont à proscrire, car une fois les matrices réalisées pour donner la forme de la pièce, il est difficile de changer sa géométrie, il faut refaire des matrices. D’autre part, ces pièces sont réalisées à partir de blocs hors standard car très imposants, ce qui a un impact sur les propriétés. Ainsi, une plaque qui fait 200 mm d’épaisseur a des moins bonnes propriétés qu’une plaque de 150 mm. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant de fabriquer une pièce de forme complexe avec à la fois peu de perte matière et peu de couts non récurrents. Elle permet aussi plus de souplesse lors du développement. Le procédé de fabrication selon l’invention est pour une pièce de forme complexe, à partir de plusieurs blocs, il est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : détermination du nombre et de la taille de blocs à réaliser, découpe de formes enveloppes, chaque forme enveloppe ayant au moins une surface complémentaire à une surface d’un autre bloc, soudage par friction des formes enveloppes sur leur surface plane pour obtenir une préforme, usinage de la préforme pour obtenir la pièce. Grace à l’invention, on obtient plus facilement des préformes proches de la forme finale de la pièce et de dimension quasiment infinie qu’il suffit d’usiner. L’utilisation de plaques d’épaisseur standard pour usiner les blocs permet de maîtriser le coût et l’approvisionnement. L’utilisation du soudage par friction permet d’obtenir une pièce aux propriétés mécaniques proches de celles du matériau initial. On peut aussi avoir une orientation optimale des fibres des alliages aux différents endroits de la pièce. Avantageusement, les blocs sont parallélépipédiques. Les blocs peuvent être découpés ou pré-usinés dans une plaque d’épaisseur standard. Avantageusement, les surfaces complémentaires sont planes. Selon un premier mode de réalisation, le soudage par friction est un soudage par friction malaxage. Ce type de soudage permet une plus grande flexibilité au niveau de la forme des parties à assembler par rapport aux autres procédés de soudage par friction. Avantageusement, le soudage par friction malaxage entre deux formes enveloppes est réalisé des deux côtés. On peut ainsi souder une épaisseur plus importante. Selon un deuxième mode de réalisation, le soudage par friction est un soudage par friction linéaire. La précision géométrique de cette opération de soudage est grande, de 0,1 mm dans toutes les directions en moyenne, la zone affectée thermiquement est peu étendue (entre 1 et 2,5 mm) et la préparation de surface des blocs n’est pas une étape critique. Avantageusement, au moins deux blocs sont de matériaux différents. On peut ainsi « personnaliser » la préforme en adaptant les matériaux utilisés à certains endroits pour au mieux répondre aux futures sollicitations mécaniques ou thermiques de la pièce finale. Ainsi on peut utiliser par exemple des aciers, des alliages d’aluminium, de magnésium, de cuivre ou de titane. Avantageusement, au moins un bloc est en alliage d’aluminium. Les alliages d’aluminium sont particulièrement adaptés au domaine aéronautique du fait de son poids plus faible que les autres alliages. Avantageusement, les blocs sont en alliage d’aluminium est de séries différentes. Par exemple, une pièce qui est faite aujourd’hui totalement en aluminium série 7000 car elle doit bien tenir mécaniquement, on peut la faire en combinant de l’aluminium série 2000 (moins bon mécaniquement et moins cher) avec des parties rapportées en série 7000 (meilleure tenue mécanique et plus cher) pour les endroits où la pièce aurait le plus besoin de propriétés mécaniques performantes. Avantageusement, la zone de soudage représente jusqu’à 70 mm d’épaisseur. L’invention concerne également la pièce obtenue par le procédé en ce qu’elle est formée de matériaux différents. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre d’exemple indicatif et nullement limitatif de l’invention. est une vue comparative de l’état de la technique avec l’invention ; montre les différents blocs nécessaires pour réaliser la pièce de la ; est une vue en perspective d’une préforme obtenue après soudage ; est une vue en perspective de la pièce finale obtenue selon l’invention. Procédé de fabrication d’une pièce (1) de forme complexe, à partir de plusieurs blocs (2a, 2b, 2c), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : détermination du nombre et de la taille de blocs (2a, 2b, 2c) à réaliser, découpe de formes enveloppes (20a, 20b, 20c), chaque forme enveloppe ayant au moins une surface complémentaire (22a, 22b, 22c) à une surface d’un autre bloc, soudage par friction des formes enveloppes (20a, 20b, 20c) sur leur surface plane (22a, 22b, 22c) pour obtenir une préforme (3), usinage de la préforme (3) pour obtenir la pièce (1). Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisée en ce que le soudage par friction est un soudage par friction malaxage. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le soudage entre deux formes enveloppes est réalisé des deux côtés. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage par friction est un soudage par friction linéaire. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs sont parallélépipédiques. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces complémentaires sont planes. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins deux blocs (2a, 2b 2c) sont de matériaux différents. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins un bloc (2a, 2b, 2c) est en alliage d’aluminium. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les blocs (2a, 2b, 2c) sont en alliage d’aluminium de série différentes. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de soudage (4) représente jusqu’à 70 mm d’épaisseur. Pièce (1) obtenue par le procédé selon une des revendications 5 à 10.