Brevet FR3127714A1 — publié le 20230407

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une aube (11) comprenant les étapes suivantes : (100) fournir une préforme fibreuse (20) de la pale (12), , (200) fournir un clinquant métallique (14) présentant une forme de dièdre comprenant une première ailette latérale (14a) et une seconde ailette latérale (14b) reliées par une portion centrale (14j), les première et seconde ailettes latérales (14a, 14b) comprenant chacune un premier bord (14c) et un second bord (14d) biseautés et définissant avec la portion centrale (14j) un angle inférieur à 90°, (300) fournir un moule d’injection (17) définissant une cavité (17d), (400) agencer la préforme fibreuse (20) et le clinquant métallique (14) dans la cavité (17d), (500) injecter une résine dans le moule d’injection (17). Figure d’abrégé : Figure 5 PROCEDE DE FABRICATION D’UNE AUBE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention L’invention concerne le domaine technique des procédés de fabrication des aubes pour les turbomachines d’aéronef. L’invention concerne plus particulièrement les procédés de fabrication des aubes comprenant une pale en matériau composite. Arrière-plan technique De manière bien connue, une turbomachine d’aéronef comprend une soufflante permettant l’aspiration d’un flux d’air se divisant en un flux primaire et un flux secondaire. Le flux primaire traverse le moteur de la turbomachine tandis que le flux secondaire est dirigé vers une veine secondaire. Le flux primaire est comprimé au sein, par exemple, d’un compresseur basse pression puis un compresseur haute pression du moteur. L’air comprimé est ensuite mélangé à un carburant et brulé au sein d’une chambre annulaire de combustion agencée en aval de la série de compresseurs. Les gaz formés par la combustion traversent une turbine haute pression et une turbine basse pression situées en aval de la chambre de combustion et qui permettent d’entrainer les rotors des compresseurs. Les gaz s’échappent enfin au travers d’une tuyère dont la section permet l’accélération de ces gaz pour générer de la propulsion. Les composants de la turbomachine tels que la soufflante, les compresseurs ou les turbines comprennent des aubes qui permettent d’exercer une action sur le flux d’air. Par exemple, les aubes de compresseurs permettent de comprimer le flux d’air primaire. Une aube présente typiquement une pale qui présente une forme aérodynamique et comprend ainsi une face intrados et une face extrados reliée à la face intrados par un bord d’attaque et un bord de fuite. Pour réduire le poids de l’aube, la pale est formée d’un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice polymérique. Afin de protéger l’aube d’une dégradation provoquée par l’impact de corps étrangers, il est connu de revêtir le bord d’attaque d’un clinquant métallique. Le clinquant métallique présente une forme de dièdre comprenant une première ailette latérale et une seconde ailette latérale reliées par une portion centrale. La portion centrale recouvre le bord d’attaque et la première ailette latérale s’étend sur la face intrados et la seconde ailette latérale s’étend sur la face extrados. La fixation d’un tel clinquant métallique sur le bord d’attaque présente des défis. En effet, un procédé de fabrication de l’aube consiste à fournir une préforme fibreuse de l’aube puis à imprégner la préforme durant une étape d’injection d’une résine. Puis, lors d’une étape ultérieure, le clinquant métallique est fixé sur le bord d’attaque de l’aube par collage. La polymérisation de la colle est réalisée dans une étuve. Le temps de fabrication de l’aube selon un tel procédé de fabrication est long car il est nécessaire que l’étape d’imprégnation et de polymérisation de la résine de la pale soit achevée pour fixer le clinquant métallique sur le bord d’attaque. Afin de réduire le temps de fabrication, le document FR-A1-3008920 enseigne de fixer le clinquant métallique sur le bord d’attaque durant l’étape d’injection. Selon ce document, le clinquant métallique est agencé dans le moule puis la préforme est agencée dans le moule. Ce document enseigne que le moule peut être équipé d’un système de positionnement et de maintien du clinquant. Cependant, aucun détail n’est donné quant à la configuration de ce système de positionnement et de maintien du clinquant. Or, le moule présente une empreinte de l’aube comprenant la pale et le clinquant métallique. Il a été observé que la distance entre les premières et seconde ailettes latérales pouvait être supérieure aux dimensions de l’empreinte si bien que le contact entre le moule et le clinquant métallique n’est pas optimal. Ce manque de contact conduit à une transmission des efforts non homogène durant l’injection et à un collage non optimal du clinquant métallique sur le bord d’attaque. En outre, ce défaut de contact entraine également un déplacement du clinquant métallique dans le moule par translation et/ou rotation du clinquant métallique. La translation du clinquant métallique dans le moule entraine une diminution de la corde de l’aube et la rotation du clinquant métallique dans le moule diminue encore la qualité de collage du clinquant métallique et affecte l’angle d’attaque du profil aérodynamique de l’aube. Il existe ainsi un besoin de fournir un procédé de fabrication qui permette d’améliorer la qualité de collage du clinquant métallique et de fournir une aube comprenant une pale en matériau composite dont les propriétés sont améliorées. A cet effet, l’invention propose un procédé de fabrication d’une aube comprenant une pale pour une turbomachine d’aéronef comprenant les étapes suivantes : (100) fournir une préforme fibreuse de la pale, la préforme fibreuse comprenant un bord d’attaque, un bord de fuite, une face intrados reliée à une face extrados par le bord d’attaque et le bord de fuite, (200) fournir un clinquant métallique présentant une forme de dièdre comprenant une première ailette latérale et une seconde ailette latérale reliées par une portion centrale, les première et seconde ailettes latérales comprenant chacune un premier bord et un second bord biseautés et définissant avec la portion centrale un angle inférieur à 90°, (300) fournir un moule d’injection comprenant au moins des parties supérieure et inférieure destinées à coopérer ensemble et définissant chacune une empreinte de l’aube, les empreintes définissant une cavité, (400) agencer la préforme fibreuse et le clinquant métallique dans la cavité, (500) injecter une résine dans le moule d’injection afin de procéder à l’imprégnation de la préforme fibreuse et à la fixation du clinquant métallique sur le bord d’attaque. Selon l’invention, les bords du clinquant métallique sont biseautés et forment avec la portion centrale un angle inférieur à 90°. Une telle configuration des bords du clinquant métallique permet de bloquer le clinquant métallique dans le moule. En effet, le moule forme butée et les déplacements en translation et/ou en rotation du clinquant métallique sont bloqués. Par conséquent, la position du clinquant métallique dans le moule est fixe durant l’injection. L’aube présente ainsi une configuration conforme aux exigences prédéterminées. L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - le moule d’injection comprend un logement dans lequel est agencé un élément d’appui qui est formé d’un matériau choisi parmi les élastomères tels qu’un silicone ou un polyuréthane ; - à l’étape (400) l’élément d’appui entoure au moins une partie du clinquant métallique ; - l’épaisseur de l’élément d’appui est maximale autour de la portion centrale et est décroissante jusqu’au extrémités longitudinales des première et seconde ailettes latérales opposées à la portion centrale ; - le moule d’injection comprend au moins une surface en saillie destinée à s’appuyer sur le clinquant métallique ; - la surface en saillie est formée sur la partie inférieure du moule d’injection ; - le moule d’injection comprend une première surface en saillie destinée à s’appuyer sur une première extrémité de la première ailette latérale, une seconde surface en saillie destinée à s’appuyer sur une extrémité opposée à la première extrémité et une troisième surface en saillie située entre les première et seconde surfaces en saillie, une quatrième et cinquième surfaces en saillie destinées à s’appuyer sur la portion centrale, les surfaces en saillie étant agencées en quinconce ; - le procédé comprend en outre l’étape suivante après l’étape (500) : (600) usiner l’aube de façon à retirer les bords biseautés ; - l’angle défini par chaque bord avec la portion centrale est compris entre 30° et 90° ; - une couche de colle est agencée entre le clinquant métallique et la préforme fibreuse avant l’étape (400). Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une demi-turbomachine d’aéronef ; la est une représentation schématique en perspective d’une aube selon un premier mode de réalisation de l’invention, la est une représentation schématique en perspective d’une aube selon un second mode de réalisation de l’invention ; la est une vue en coupe transversale de l’aube de la ou 3, la est une vue schématique d’une préforme fibreuse et d’un clinquant métallique, la est une vue en coupe longitudinale passant par le plan B-B de la lorsque la préforme fibreuse et le clinquant métallique sont agencés dans le moule , la est une vue schématique en perspective d’un moule selon l’invention, la est une vue en coupe transversale passant par le plan C-C de la lorsque la préforme fibreuse et le clinquant métallique sont agencés dans le moule, la est une vue en coupe transversale passant par le plan A-A de la lorsque la préforme fibreuse et le clinquant métallique sont agencés dans le moule, la est une vue en coupe transversale passant par le plan A-A de la lorsque la préforme fibreuse et le clinquant métallique sont agencés dans le moule selon un exemple de réalisation de l’invention, la vue en coupe transversale passant par le plan D-D de la lorsque la préforme fibreuse et le clinquant métallique sont agencés dans le moule selon un exemple de réalisation de l’invention, la vue en coupe transversale passant par le plan D-D de la lorsque la préforme fibreuse et le clinquant métallique sont agencés dans le moule selon une variante de réalisation de la , la est un schéma synoptique du procédé de fabrication selon l’invention. Procédé de fabrication d’une aube (11) comprenant une pale (12) pour une turbomachine (1) d’aéronef comprenant les étapes suivantes : (100) fournir une préforme fibreuse (20) de la pale (12), la préforme fibreuse (20) comprenant un bord d’attaque (20a), un bord de fuite (20b), une face intrados (20i) reliée à une face extrados (20e) par le bord d’attaque (20a) et le bord de fuite (20b), (200) fournir un clinquant métallique (14) présentant une forme de dièdre comprenant une première ailette latérale (14a) et une seconde ailette latérale (14b) reliées par une portion centrale (14j), les première et seconde ailettes latérales (14a, 14b) comprenant chacune un premier bord (14c) et un second bord (14d) biseautés et définissant avec la portion centrale (14j) un angle inférieur à 90°, (300) fournir un moule d’injection (17) comprenant au moins des parties supérieure et inférieure (17a, 17b) destinées à coopérer ensemble et définissant chacune une empreinte (17c) de l’aube (11), les empreintes (17c) définissant une cavité (17d), (400) agencer la préforme fibreuse (20) et le clinquant métallique (14) dans la cavité (17d), (500) injecter une résine dans le moule d’injection (17) afin de procéder à l’imprégnation de la préforme fibreuse (20) et à la fixation du clinquant métallique (14) sur le bord d’attaque (20a). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moule d’injection (17) comprend un logement dans lequel est agencé un élément d’appui (19) qui est formé d’un matériau choisi parmi les élastomères tels qu’un silicone ou un polyuréthane. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’à l’étape (400) l’élément d’appui (19) entoure au moins une partie du clinquant métallique (14). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’épaisseur de l’élément d’appui (19) est maximale autour de la portion centrale (14j) et est décroissante jusqu’au extrémités longitudinales (15a, 15b) des première et seconde ailettes latérales (14a, 14b) opposées à la portion centrale (14j). Procédé de fabrication selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le moule d’injection (17) comprend au moins une surface en saillie (140, 141, 142, 143, 144) destinée à s’appuyer sur le clinquant métallique (14). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface en saillie (140, 141, 142, 143, 144) est formée sur la partie inférieure (17b) du moule d’injection (17). Procédé de fabrication selon l’une des revendications 5 ou 6 , caractérisé en ce que le moule d’injection (17) comprend une première surface en saillie (142) destinée à s’appuyer sur une première extrémité de la première ailette latérale (14a), une seconde surface en saillie (144) destinée à s’appuyer sur une extrémité opposée à la première extrémité et une troisième surface en saillie (143) située entre les première et seconde surfaces en saillie (142, 144), une quatrième et cinquième surfaces en saillie (140, 141) destinées à s’appuyer sur la portion centrale (14j), les surfaces en saillie étant agencées en quinconce. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre l’étape suivante après l’étape (500) : (600) usiner l’aube (11) de façon à retirer les bords biseautés (14c, 14d). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’angle défini par chaque bord (14c, 14d) avec la portion centrale (14j) est compris entre 30° et 90°. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une couche de colle (16) est agencée entre le clinquant métallique (14) et la préforme fibreuse (20) avant l’étape (400).