Brevet FR3127711A1 — publié le 20230407

L’invention concerne un ensemble comportant une préforme fibreuse (20) et un moule d’injection (17) d’une résine dans la préforme fibreuse (20), le moule d’injection (17) comprenant : - une partie supérieure (17a) métallique présentant une première empreinte (17c) de l’aube (11), - une partie inférieure (17b) métallique présentant une seconde empreinte (17c’) de l’aube (11), les première et seconde empreintes (17c, 17c’) définissant une cavité de réception (17d) de la préforme fibreuse (20) et du bouclier de protection (14), - un élément d’appui (18) en matériau polymérique qui est logé dans la partie inférieure et/ou supérieure (17b, 17a) et qui est configuré pour exercer un effort de compression sur le bouclier de protection (14). Figure d’abrégé : Figure 7 ENSEMBLE COMPRENANT UN MOULE D’INJECTION POUR LA FABRICATION D’UNE AUBE EN MATERIAU COMPOSITE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention L’invention concerne le domaine technique des moules d’injection pour la fabrication d’aubes comprenant une pale en matériau composite, pour les turbomachines d’aéronef. L’invention concerne plus particulièrement le domaine des moules d’injection pour la fabrication des aubes par moulage par transfert de résine. 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 comprend typiquement une pale qui présente une forme aérodynamique et comprend ainsi une face intrados et une face extrados ainsi qu’un 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 bouclier de protection métallique. Le bouclier de protection 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 bouclier de protection sur le bord d’attaque présente des défis techniques. En effet, un procédé de fabrication de l’aube consiste à fournir une préforme fibreuse puis à procéder à l’imprégnation de la préforme durant une étape d’injection d’une résine. Puis, lors d’une étape ultérieure, le bouclier de protection est fixé sur le bord d’attaque par collage. La polymérisation de la colle est réalisée dans un four. Le temps de fabrication de l’aube selon un tel procédé de fabrication est long car il est nécessaire que l’étape d’imprégnation soit achevée pour fixer le bouclier de protection sur le bord d’attaque. Afin de réduire le temps de fabrication, le document FR-A1-3008920 enseigne de fixer le bouclier de protection sur le bord d’attaque durant l’étape d’injection. Selon ce document, le bouclier de protection est agencé dans le moule puis la préforme est agencée dans le moule. La résine injectée dans le moule permet de fixer le bouclier de protection sur le bord d’attaque. Cependant, il a été constaté que l’efficacité de collage était faible si bien que des décollements du bouclier de protection ont été observés. Ceci résulte notamment d’un contact irrégulier et insuffisant entre le bouclier de protection et le moule, qui sont formés d’un matériau métallique. Cette irrégularité conduit à une transmission des efforts du moule sur le bouclier de protection non homogène durant l’injection et à une pression de contact insuffisante. Il en résulte un collage non optimal. De tels décollements du bouclier de protection ne sont pas tolérables car la longévité de l’aube n’est pas garantie. Par conséquent, il existe ainsi un besoin de fournir un moule permettant de fabriquer une aube comprenant une pale en matériau composite dont les risques de décollement du bouclier de protection sont réduits. A cet effet, l’invention propose un ensemble comportant une préforme fibreuse pour la réalisation d’une aube comprenant une pale en matériau composite pour une turbomachine d’aéronef, et un moule d’injection d’une résine dans la préforme fibreuse, la préforme fibreuse comprenant : - un corps présentant un bord d’attaque et un bord de fuite relié au bord d’attaque par une face intrados et une face extrados, un bouclier de protection métallique s’étendant le long du bord d’attaque, le moule d’injection comprenant : - une partie supérieure métallique présentant une première empreinte de l’aube, - une partie inférieure métallique présentant une seconde empreinte de l’aube, les première et seconde empreintes définissant une cavité de réception de la préforme fibreuse et du bouclier de protection. L’invention se caractérise en ce que le moule d’injection comprend en outre un élément d’appui en matériau polymérique qui est logé dans la partie inférieure et/ou supérieure et qui est configuré pour exercer un effort de compression sur le bouclier de protection. Selon l’invention, le moule d’injection comprend un élément d’appui en matériau polymérique exerçant un effort de compression sur le bouclier de protection métallique. L’élément d’appui garantit ainsi, durant l’injection de la résine dans le cadre de l’imprégnation de la préforme fibreuse et de la fixation du bouclier métallique sur la préforme pour former l’aube, une pression de contact entre le moule d’injection et le bouclier de protection suffisante et uniforme. En outre, l’élément d’appui est polymérique si bien qu’il est possible d’adapter le niveau de compression exercé par l’élément d’appui selon les zones du bouclier de protection. Grâce à l’invention, une qualité de collage accrue du bouclier de protection sur la préforme est atteinte. L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : -- une couche de colle est agencée entre le bouclier de protection et la préforme fibreuse ; -- la couche de colle est en matériau époxy ; - la partie supérieure et la partie inférieure présentent chacune une surface interne définissant respectivement les première et seconde empreintes, la partie supérieure et/ou inférieure comprenant en outre un logement ménagé dans la surface interne de la partie supérieure et/ou inférieure, l’élément d’appui étant situé dans le logement ; - le moule d’injection comprend un premier élément d’appui logé dans un premier logement ménagé dans la surface interne de la partie supérieure et un second élément d’appui logé dans un second logement ménagé dans la surface interne de la partie inférieure ; - le bouclier de protection comprend une première ailette latérale, une seconde ailette latérale, et une portion centrale reliant la première ailette latérale et la seconde ailette latérale, l’élément d’appui étant configuré pour exercer un effort sur la première ailette latérale et/ou la seconde ailette latérale et/ou la portion centrale ; - l’élément d’appui s’étend entre une première extrémité longitudinale de la première ailette latérale et/ou de la seconde ailette latérale opposée à la portion centrale, et la portion centrale ; - la profondeur du logement est inférieure à l’épaisseur de l’élément d’appui ; - l’élément d’appui est une membrane présentant une forme allongée le long du bord d’attaque et de section rectangulaire ou profilé suivant la géométrie du bouclier de protection ; - le matériau polymérique de l’élément d’appui est choisi parmi les élastomères ; - le matériau polymérique de l’élément d’appui comprend des charges minérales et/ou synthétiques et/ou métalliques ; - le matériau polymérique de l’élément d’appui comprend des fibres de renfort tissées. 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 en perspective d’une préforme fibreuse et d’un bouclier de protection selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective d’un moule selon l’invention ; la est une vue en coupe transversale d’un ensemble comprenant le moule et la préforme fibreuse équipée du bouclier de protection, selon un mode de réalisation de l’invention ; la est une vue en coupe transversale d’un ensemble comprenant le moule et la préforme fibreuse équipée du bouclier de protection, selon un autre mode de réalisation de l’invention. Ensemble comportant une préforme fibreuse (20) pour la réalisation d’une aube (11) comprenant une pale (12) en matériau composite pour une turbomachine (1) d’aéronef, et un moule d’injection (17) d’une résine dans la préforme fibreuse (20), la préforme fibreuse (20) comprenant : - un corps présentant un bord d’attaque (20a) et un bord de fuite (20b) relié au bord d’attaque (20a) par une face intrados (20i) et une face extrados, un bouclier de protection (14) métallique s’étendant le long du bord d’attaque (20a), le moule d’injection (17) comprenant : - une partie supérieure (17a) métallique présentant une première empreinte (17c) de l’aube (11), - une partie inférieure (17b) métallique présentant une seconde empreinte (17c’) de l’aube (11), les première et seconde empreintes (17c, 17c’) définissant une cavité de réception (17d) de la préforme fibreuse (20) et du bouclier de protection (14) caractérisé en ce que le moule d’injection (17) comprend en outre : - un élément d’appui (18) en matériau polymérique qui est logé dans la partie inférieure et/ou supérieure (17b, 17a) et qui est configuré pour exercer un effort de compression sur le bouclier de protection (14). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie supérieure (17a) et la partie inférieure (17b) présentent chacune une surface interne définissant respectivement les première et seconde empreintes (17c, 17c’), la partie supérieure et/ou inférieure (17a, 17b) comprenant en outre un logement (19) ménagé dans la surface interne de la partie supérieure et/ou inférieure (17a, 17b), l’élément d’appui (18) étant situé dans le logement (19). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moule d’injection (17) comprend un premier élément d’appui (18a) logé dans un premier logement (19a) ménagé dans la surface interne de la partie supérieure (17a) et un second élément d’appui (18b) logé dans un second logement (19b) ménagé dans la surface interne de la partie inférieure (17b). Ensemble selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le bouclier de protection (14) comprend une première ailette latérale (14a), une seconde ailette latérale (14b), et une portion centrale (14j) reliant la première ailette latérale (14a) et la seconde ailette latérale (14b), l’élément d’appui (18) étant configuré pour exercer un effort sur la première ailette latérale (14a) et/ou la seconde ailette latérale (14b) et/ou la portion centrale (14j). Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’élément d’appui (18) s’étend entre une première extrémité longitudinale (15a, 15b) de la première ailette latérale (14a) et/ou de la seconde ailette latérale (14b) opposée à la portion centrale (14j), et la portion centrale (14j). Ensemble selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la profondeur du logement (19) est inférieure à l’épaisseur de l’élément d’appui (18). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément d’appui (18) est une membrane présentant une forme allongée le long du bord d’attaque (20a) et de section rectangulaire ou profilé suivant la géométrie du bouclier de protection (14). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymérique de l’élément d’appui (18) est choisi parmi les élastomères. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymérique de l’élément d’appui (18) comprend des charges minérales et/ou synthétiques et/ou métalliques. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymérique de l’élément d’appui (18) comprend des fibres de renfort tissées.