Brevet FR3132461A1 — publié le 20230811

Procédé de fabrication d’une plateforme inter-aubes avec bords sacrificiels L’invention concerne un procédé de fabrication d’une plateforme inter-aubes (100) d’une soufflante de turbomachine (1), ladite plateforme (100) comprenant une base (110) comportant un premier et un deuxième bords latéraux sacrificiels (131, 132) présentant une épaisseur inférieure à celle de la partie centrale (120) de la base (110), le procédé comprenant la réalisation d’une préforme (200) de la plateforme (100) par tissage tridimensionnel comprenant une portion de partie centrale (220) et deux portions de bords sacrificiels (231, 232) dont l’épaisseur est inférieure à celle de la portion de partie centrale (220), la différence d’épaisseur entre les portions de bords latéraux (231, 232) et la portion de partie centrale (220) étant réalisée par retrait d’une pluralité de fils de chaîne (c 2 ) située en dehors de la portion de partie centrale (220) et n’étant pas tissée avec des fils de trame (t, t 1 , t 2 ). Figure pour l’abrégé : Fig. 7 Procédé de fabrication d’une plateforme inter-aubes avec bords sacrificiels L’invention concerne une soufflante de turbomachine, par exemple de turboréacteur ou de turbopropulseur d’avion, et en particulier les plateformes inter-aubes dans les soufflantes des turbomachines. De façon connue, une soufflante de turbomachine comprend un disque de rotor comportant une pluralité d’aubes, séparées à leurs extrémités radialement internes par des plateformes inter-aubes. Ainsi, les plateformes inter-aubes de soufflante de turbomachine sont disposées entre les aubes de la soufflante dans le prolongement du cône d’entrée de celle-ci. Elles permettent notamment de délimiter, du côté intérieur, la veine annulaire d’entrée d’air dans la soufflante, cette veine étant délimitée du côté extérieur par un carter. Ces plateformes comprennent généralement une base, configurée pour délimiter la veine, et des pattes s’étendant radialement vers le disque de rotor. Ces pattes peuvent faire partie d’un caisson, ou correspondre à des raidisseurs. Comme les aubes ne sont pas liées aux plateformes, les contraintes mécaniques auxquelles sont soumis les pieds d’aube en fonctionnement sont fortement réduites. Il est alors possible de diminuer la taille des pieds d’aube pour alléger la soufflante et augmenter ainsi les performances de la turbomachine. La base des plateformes comprend généralement des bords latéraux sacrificiels, conçus pour se rompre en cas d’une pression forte d’une aube sur lesdits bords sacrificiels. Ces bords latéraux sacrificiels ont typiquement une épaisseur inférieure au reste de la base. Ainsi, en cas de perte d’une aube de soufflante, les bords sacrificiels des deux plateformes situés de part et d’autre de ladite aube cèdent, permettant de dissiper une partie de l’énergie et de diminuer les efforts de contact entre l’aube et la plateforme afin de limiter les dommages structurels. En outre, les deux plateformes permettent de protéger les aubes de soufflante environnantes en empêchant les éventuels débris de l’aube perdue de venir au contact des extrémités radialement internes de ces aubes. Par conséquent, on réduit fortement les risques d’endommagement supplémentaire des aubes et des plateformes de la soufflante. Les plateformes de soufflante sont classiquement réalisées en matériau composite, et comprennent un renfort fibreux densifié par une matrice. Il est notamment connu de réaliser l’ébauche fibreuse en une seule pièce par tissage tridimensionnel ou multicouches. La réalisation par tissage tridimensionnel d’une ébauche fibreuse en forme de π (Pi) pour plateforme est par exemple décrite dans le document WO 2013/088040. Puis, la préforme fibreuse est densifiée par une matrice selon les moyens habituels. Les bords latéraux sacrificiels sont ensuite réalisés par usinage des bords de la base afin d’obtenir la diminution d’épaisseur souhaitée. Toutefois, cette opération d’usinage du matériau composite est complexe et délicate à mettre en œuvre, notamment pour le respect des cotations dimensionnelles de la pièce et du raccord des surfaces. La présente invention a donc pour but principal de remédier aux inconvénients précités en facilitant la fabrication des plateformes inter-aubes. A cet effet, l’invention propose un procédé de fabrication d’une plateforme inter-aubes d’une soufflante de turbomachine, ladite plateforme comportant une base et au moins deux pattes, la base comprenant une partie centrale comprenant une première surface configurée pour délimiter une veine d’écoulement de la soufflante et une deuxième surface, opposée à la première surface, depuis laquelle s’étendent radialement lesdites au moins deux pattes, la base comprenant en outre un premier et un deuxième bords latéraux sacrificiels s’étendant de part et d’autre de la partie centrale de la base et présentant une épaisseur inférieure à celle de la partie centrale de la base, le procédé comprenant la réalisation d’une préforme fibreuse de la plateforme par tissage tridimensionnel en une seule pièce entre une pluralité de couches de fils de trame et une pluralité de couches de fils de chaîne, le procédé comprenant en outre la densification de la préforme fibreuse par une matrice pour former une pièce ayant la forme de la plateforme à fabriquer, le procédé étant caractérisé en ce que la préforme fibreuse de la plateforme comprend une portion de base destinée à former le renfort fibreux de la base de la plateforme, ladite portion de base de la préforme fibreuse comprenant une portion de partie centrale et deux portions de bords sacrificiels dont l’épaisseur est inférieure à celle de la portion de partie centrale, une première pluralité de fils de trame étant continue entre la portion de partie centrale et les portions de bords sacrificiels, les portions de bords sacrificiels comprenant une première pluralité de fils de chaîne tissée à la première pluralité de fils de trame, la différence d’épaisseur entre les portions de bords latéraux et la portion de partie centrale étant réalisée par retrait d’une deuxième pluralité de fils de chaîne située en dehors de la portion de partie centrale et n’étant pas tissée avec des fils de trame. Ainsi, on simplifie la fabrication des plateformes inter-aubes en densifiant une préforme fibreuse présentant déjà une forme sensiblement identique à la pièce à fabriquer. On s’affranchit par conséquent d’une étape d’usinage complexe, limitant ainsi également les pertes de matière, tout en assurant un respect des cotations dimensionnelles. Selon une caractéristique particulière de l’invention, la densification de la préforme fibreuse est réalisée en disposant la préforme fibreuse dans la chambre d’imprégnation d’un moule comprenant une face inférieure, en faisant reposer sur ladite face inférieure la surface de la préforme fibreuse destinée à former la première surface de la partie centrale de la base de la plateforme, la chambre d’imprégnation étant fermée par une membrane souple séparant ladite chambre d’imprégnation d’une chambre de compaction, un fluide d’imprégnation étant injecté dans la chambre d’imprégnation et un fluide de compression étant injecté dans la chambre de compaction de manière à appliquer une pression sur la membrane. Le fluide d’imprégnation peut par exemple être une barbotine comprenant des particules de précurseur de matrice, ou une résine. Les techniques d’injection sous membrane permettent une plus grande souplesse pour la géométrie du moule d’injection. En effet, l’utilisation d’une membrane souple plutôt que d’un contre-moule rigide, comme c’est le cas dans les techniques de RTM, permet notamment de s’adapter plus facilement à la géométrie particulière des pattes. En outre, les techniques d’injection sous membrane permettent également une meilleure maîtrise du taux volumique de fibres, puisqu’on introduit exactement le volume de résine souhaité pour obtenir un taux volumique de fibres précis et prédéfini. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’injection du fluide d’imprégnation est réalisée avant l’injection du fluide de compression. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’injection du fluide d’imprégnation est terminée avant l’injection du fluide de compression. Dans cette variante, on obtient une maîtrise accrue de l’écoulement du fluide d’imprégnation, et par conséquent de l’imprégnation de la préforme fibreuse. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’injection du liquide de compaction débute avant l’injection du fluide d’imprégnation. Cette dernière variante permet avantageusement d’appliquer une pression sur les préformes fibreuses dont la valeur permet d’obtenir le taux volumique de fibre souhaité avant même que le fluide d’imprégnation ne soit injecté. On débute ensuite l’injection du fluide d’imprégnation, qui peut être réalisée alors que l’on continue à injecter du fluide de compression afin de compenser les pertes de charges, particulièrement dans le cas où le fluide d’imprégnation est une barbotine. La est une vue schématique éclatée partielle d’un exemple de soufflante comprenant des plateformes inter-aubes. La est une vue en coupe de la plateforme inter-aubes représentée sur la . La est une vue schématique en perspective d’un métier à tisser montrant le tissage des bords sacrificiels de la plateforme. La est une vue schématique partielle d’un plan d’une ébauche fibreuse de la plateforme réalisée par tissage tridimensionnel. La est une vue schématique partielle d’un plan d’une préforme fibreuse obtenue par mise en forme de l’ébauche fibreuse de la . La est une vue schématique en coupe de la préforme fibreuse de la plateforme dans un outillage d’injection rigide. La est une vue schématique en coupe de la préforme fibreuse de la plateforme dans un outillage comprenant une membrane souple. Procédé de fabrication d’une plateforme inter-aubes (100) d’une soufflante de turbomachine (1), ladite plateforme (100) comportant une base (110) et au moins deux pattes (150), la base (110) comprenant une partie centrale (120) comprenant une première surface (121) configurée pour délimiter une veine d’écoulement de la soufflante et une deuxième surface (122), opposée à la première surface (121), depuis laquelle s’étendent radialement lesdites au moins deux pattes (150), la base (110) comprenant en outre un premier et un deuxième bords latéraux sacrificiels (131, 132) s’étendant de part et d’autre de la partie centrale (120) de la base (110) et présentant une épaisseur inférieure à celle de la partie centrale (120) de la base (110), le procédé comprenant la réalisation d’une préforme fibreuse (200) de la plateforme (100) par tissage tridimensionnel en une seule pièce entre une pluralité de couches de fils de trame (t) et une pluralité de couches de fils de chaîne (c), le procédé comprenant en outre la densification de la préforme fibreuse (200) par une matrice pour former une pièce ayant la forme de la plateforme (100) à fabriquer, le procédé étant caractérisé en ce que la préforme fibreuse (200) de la plateforme (100) comprend une portion de base (210) destinée à former le renfort fibreux de la base (110) de la plateforme (100), ladite portion de base (210) de la préforme fibreuse (200) comprenant une portion de partie centrale (220) et deux portions de bords sacrificiels (231, 232) dont l’épaisseur est inférieure à celle de la portion de partie centrale (220), une première pluralité de fils de trame (t 1 ) étant continue entre la portion de partie centrale (220) et les portions de bords sacrificiels (231, 232), les portions de bords sacrificiels (231, 232) comprenant une première pluralité de fils de chaîne (c 1 ) tissée à la première pluralité de fils de trame (t 1 ), la différence d’épaisseur entre les portions de bords latéraux (231, 232) et la portion de partie centrale (220) étant réalisée par retrait d’une deuxième pluralité de fils de chaîne (c 2 ) située en dehors de la portion de partie centrale (220) et n’étant pas tissée avec des fils de trame (t, t 1 , t 2 ). Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel la densification de la préforme fibreuse (200) est réalisée en disposant la préforme fibreuse (200) dans la chambre d’imprégnation (71) d’un moule (70) comprenant une face inférieure, en faisant reposer sur ladite face inférieure la surface (221) de la préforme fibreuse (200) destinée à former la première surface (121) de la partie centrale (120) de la base (110) de la plateforme (100), la chambre d’imprégnation (71) étant fermée par une membrane souple (73) séparant ladite chambre d’imprégnation (71) d’une chambre de compaction (72), un fluide d’imprégnation (8) étant injecté dans la chambre d’imprégnation (71) et un fluide de compression (9) étant injecté dans la chambre de compaction (72) de manière à appliquer une pression (Q) sur la membrane (73). Procédé selon la revendication 2, dans lequel l’injection du fluide d’imprégnation (8) débute avant l’injection du fluide de compression (9). Procédé selon la revendication 2, dans lequel l’injection du fluide de compression (9) débute avant l’injection du fluide d’imprégnation (8).