Brevet FR3151981A1 — publié le 20250214

Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture comprenant au moins outil de martelage (1), un support configuré pour maintenir une pièce à traiter (3) et au moins un bras robotisé (4) conçu pour être connecté à chacun desdits outils de martelage (1), chaque outil de martelage (1) comprenant au moins une pointe (2) conçue de sorte à pouvoir être mise en vibration par un dispositif de mise en vibration, le système comprenant en outre des moyens de calcul aptes à exécuter tout ou partie d’un procédé et des commandes manuelles conçues pour être utilisées par un opérateur, le système d’ajustage et de précontrainte permettant de réaliser une mise en compression ou d’obtenir les propriétés sacrificielles anodiques d’une peinture, d’au moins une partie de la surface de la pièce à traiter (3). Figure pour l’abrégé : [Fig 1] Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture par martelage et procédé correspondant. L’invention a pour domaine technique les outils d’ajustage, de mise en compression ou de compactage pour des retouches locales. Techniques antérieures La projection de médias par pulvérisation est utilisée pour de nombreuses applications telles que le décapage, nettoyage/décapage des surfaces polluées (oxydées ou produits de corrosion), la mise en compression de surfaces sollicitées mécaniquement en fatigue permettant de retarder l’initiation et la propagation de fissure, le compactage de peintures inorganiques à pigments aluminium de manière à leur conférer un caractère d’anode sacrificielle permettant la protection des surfaces en acier contre des phénomènes de corrosion atmosphérique. La mise en compression résulte de la conversion de l’énergie cinétique des médias projetés en déformation plastique lors de l’impact contre la surface à traiter. Le grenaillage par projection de médias, comme le sablage ou la projection de média pour le compactage de peintures peut laisser des résidus de médias incrustés en surface de la pièce traitée ou des revêtements traités. Ces résidus peuvent avoir des effets délétères sur : - Les propriétés mécaniques du subjectile dans le cas de l’incrustations de médias abrasifs durs (par exemple, corindon) pouvant générer un abattement en fatigue et de la limite d’endurance, - Les effets de couplage galvanique entre les médias incrustés et le matériau de la pièce traitée (par exemple, billes d’acier incrustées sur des substrats en titane) - Le relargage de particules dures dans le cas de pièces peintes de peintures aluminium à liant inorganique et compactées par projection de médias (par exemple, corindon) pouvant remettre en cause l’intégrité fonctionnelle de certaines parties d’un sous-ensemble de la turbomachine situés en aval de la pièce traitée. Ces différents phénomènes d’incrustation issus d’un grenaillage par projection de médias nécessitent généralement de réaliser des opérations de décontamination chimiques ou mécaniques, ou encore de disposer de stratégies permettant de piéger les médias incrustés dans le but d’éviter leur relargage (par exemple, application de peinture en deux couches pour emprisonner les médias en surface de la première couche). Parfois lorsque le grenaillage par projection de média est réalisé sur des zones difficiles d’accès ou dans le cas de retouches, il peut être nécessaire de regrenailler une zone. Le regrenaillage d’une zone de faible surface nécessite de protéger le reste de la pièce, où le grenaillage ne peut être réalisé à nouveau pour éviter le surgrenaillage des zones traitées correctement. Cette étape de masquage est souvent une opération longue, fastidieuse et délicate à réaliser. Cette opération peut également être à l’origine de l’apparition de nouveaux défauts lors des opérations de manutention ou lorsque le masquage est délicat. Il existe un besoin d’un dispositif permettant le regrenaillage local sans masquage. Il existe également un besoin d’un dispositif et un procédé de grenaillage minimisant les risques d’incrustation de médias. Il existe enfin un besoin d’un dispositif et d’un procédé de compactage de peinture sacrificielle minimisant les risques d’incrustation de médias durs. Une réponse à ces besoins peut être trouvée dans le martelage. Le martelage local permet de réaliser une mise en compression de la surface d’une pièce à traiter avec un outil. L’outil de martelage local comprend une tête comportant au moins une pointe en carbure de tungstène, les pointes étant mises en vibration à l’aide d’un dispositif portatif de manière à impacter la surface à traiter et à y introduire des contraintes résiduelles de compression. L’outil peut être souple. Le martelage permet également de réaliser une opération de compactage de la couche de peinture, de manière à mettre en contact les particules métalliques en surface pour rendre la couche de peinture dense et conductrice électriquement, sans dégrader l’intégrité physique et l’aspect cosmétique de la peinture. Grâce au martelage, la peinture acquière ses propriétés sacrificielles. Toutefois, le martelage est un procédé manuel qui ne pourrait être employé pour traiter la totalité d’une pièce, tant d’un point de vue économique que d’un point de vue de la durée de traitement. De même, dans le cas de la réalisation de compactages locaux difficiles d’accès pour la projection de médias ou dans le cas de retouches locales de peintures aluminium à liants inorganiques nécessitant un compactage, la retouche locale nécessite de réaliser un ponçage préalable de la zone de défaut, puis de réappliquer la peinture dans la zone retouchée et de réaliser une opération de compactage après cuisson pour que la peinture puisse exprimer son caractère sacrificiel. Ce constat est d’autant plus vrai pour les nouveaux systèmes de peintures aluminium à liants inorganiques compatibles avec la réglementation Reach. Cette opération de compactage est alors absolument nécessaire. A l’image des opérations de grenaillage, la réalisation d’un compactage local de la peinture par martelage est une opération difficilement réalisable en raison de la nécessité de protéger les zones déjà peintes. Ces nombreuses manipulations sont une source d’endommagement de la peinture sur d’autres zones de la pièce. De plus, la présence d’incrustations de médias durs en surface de la zone compactée localement oblige à appliquer une seconde couche permettant d’emprisonner les médias de compactage pour éviter leur relargage ou encore de disposer d’un média ne laissant pas d’incrustation en surface de la peinture pour permettre une application en monocouche de ces peintures aluminium à liant minéral. Il existe donc un besoin d’un dispositif et d’un procédé de compactage local ne laissant aucune incrustation de média en surface et ne nécessitant pas la réalisation d’un masquage complet de la pièce retouchée, tant d’un point de vue économique qu’industriel. Il existe également un problème quant à la nécessité de réaliser une décontamination après grenaillage ou compactage de sorte à garantir l’intégrité de la pièce traitée. Un autre problème est le traitement de l’intégralité d’une pièce et/ou de retouches dans des zones difficilement accessibles. Il existe enfin un problème quant à la durée de traitement ou au coût du martelage de pièces dans leur intégralité. Il existe aussi un problème quant à la répétabilité d’un procédé manuel et soumis à la dextérité de l’opérateur. L’invention a pour objet un système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture comprenant au moins un outil de martelage, un support configuré pour maintenir une pièce à traiter et au moins un bras robotisé conçu pour être connecté à chacun desdits outils de martelage, chaque outil de martelage comprenant au moins une pointe conçue de sorte à pouvoir être mise en vibration par un dispositif de mise en vibration, le système comprenant en outre des moyens de calcul aptes à exécuter tout ou partie d’un procédé et des commandes manuelles conçues pour être utilisées par un opérateur, le système d’ajustage et de précontrainte permettant de réaliser une mise en compression d’au moins une partie de la surface de la pièce à traiter. L’outil de martelage peut comprendre au moins deux pointes, les extrémités des au moins deux pointes étant alignées. Les pointes peuvent être disposées sur un outil de martelage de sorte à former au moins une ligne. Les pointes peuvent être disposées sur un outil de martelage de sorte à former au moins un motif. Le motif peut être un carré, un losange, un prisme, un cercle, une ellipse ou un polyèdre régulier. Dans une ligne ou un motif, une pointe sur deux peut être décalée latéralement dans une direction prédéfinie et avec un décalage prédéfini. L’invention a également pour objet un procédé d’ajustage, de précontrainte, et de compactage de peinture par martelage d’une pièce à traiter par au moins un outil de martelage compris dans un système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : a. On dispose la pièce à traiter dont au moins une surface est à traiter sur le support du système de mise en compression ou de compactage par martelage, b. Sur un modèle informatique correspondant à la pièce à traiter, on définit au moins une zone du modèle informatique correspondant à la au moins une surface à traiter de la pièce, c. Pour chaque zone du modèle informatique, i. on approche au moins un outil de martelage connecté à un bras robotisé de la surface de la pièce, ii. on maintient l’outil de martelage en contact avec la surface de ladite pièce sans appliquer d’effort, iii. on active le dispositif de mise en vibration des pointes, iv. puis on réalise un balayage de la surface à traiter, d. lorsque toutes les zones du modèle informatique sont traitées, on replie le au moins un bras robotisé et on retire la pièce du support du système de mise en compression par martelage. Pour définir au moins une zone du modèle informatique correspondant à la au moins une surface à traiter, on peut réaliser les étapes suivantes : a. on utilise une caméra connectée à un bras robotisé afin d’inspecter la pièce à traiter et d’identifier la localisation d’au moins une surface à traiter, puis b. on définit au moins une zone du modèle informatique correspondant à la au moins une surface à traiter identifiée en fonction de la position du bras robotisé et du champ de vision de la caméra. La caméra peut être soit disposée sur un bras robotisé dédié, soit comprise dans un outil caméra distinct et interchangeable avec un outil de martelage porté par un même bras robotisé pour l’inspection visuelle et le martelage, soit présente sur un des au moins un bras robotisé ou sur un des au moins un outil de martelage. Alternativement, on peut définir une zone du modèle informatique correspondant à la surface à traiter correspondant à toute la surface de la pièce. On peut utiliser plusieurs bras robotisés simultanément afin de traiter plusieurs surfaces d’une même pièce en même temps. Au moins une surface à traiter peut se situer à l’intérieur de la pièce. Tout ou partie des étapes peuvent être réalisées par un automate ou par un opérateur. Un autre objet de l’invention est une cabine munie d’un système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture, configuré pour réaliser le procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture tel que décrit ci-dessus, la cabine étant munie en outre de moyens d’insonorisation et de moyens d’aspiration et de filtration de l’air à l’intérieur de la cabine. Le système d’ajustage et de précontrainte par martelage et le procédé associé présentent l’avantage de permettre de réaliser la mise en compression de pièces de formes complexes sur l’ensemble de la surface ou localement, notamment des pièces convexes ou concaves, qu’un traitement par rotogrenaillage (« flapping » en langue anglaise) ne peut traiter. Le système d’ajustage et de précontrainte par martelage et le procédé associé présentent également l’avantage d’être particulièrement adaptés à la réalisation du compactage de peinture des peintures aluminium à liant inorganique. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure illustre un système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage selon un mode de réalisation - les figures , , et illustrent différentes dispositions des pointes sur un outil 1 de martelage, - la figure illustre un système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage comprenant trois outils de martelage, et - la figure illustre un système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage traitant la surface interne d’une pièce. Description détaillée La figure illustre un système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage comprenant un outil 1 muni d’au moins une pointe 2 en carbure de tungstène. L’outil 1 permet la mise en compression ou le compactage d’une peinture de tout ou partie d’une pièce 3. Chaque pointe 2 en carbure de tungstène peut être mise en vibration par un dispositif annexe conformément à l’état de la technique antérieure. Les pointes 2 sont disposées de façon normale à une surface latérale de l’objet et sont mises en vibrations selon la même direction. Une telle disposition des pointes 2 prend tout son sens en combinaison du maintien à distance constante de l’outil 1 par rapport à la surface de la pièce 3. Toutes les pointes 2 de l’outil sont alors en contact de la même façon avec la surface à traiter. La pièce 3, comprenant au moins une surface à traiter, est disposée sur un support du système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage. Le support permet de disposer d’une position de référence pour la pièce 3. Dans certains modes de réalisation, le support permet la rotation de la pièce 3. L’outil 1 est fixé sur un bras robotisé 4 par au moins une articulation, le bras robotisé 4 étant relié à une enceinte 5. Un tel bras robotisé 4 permet de disposer d’au moins six degrés de liberté afin de positionner l’outil 1 par rapport à la pièce 3. Dans un mode de réalisation particulier, l’articulation ou le bras sont conçus de sorte que l’outil 1 soit échangeable, soit pour un autre outil 1 de martelage, soit pour un outil caméra permettant la prise d’images ou de vidéos de la surface de la pièce 3 et leur transmission à l’opérateur du système pour visualisation et repérage. Dans un autre mode de réalisation particulier, un outil 1 de martelage ou le bras robotisé sont munis d’une caméra permettant la prise d’images ou de vidéos de la surface de la pièce 3 et leur transmission à l’opérateur du système pour visualisation et repérage. Les figures , , et illustrent différentes dispositions des pointes 2 en carbure de tungstène sur un outil 1 de martelage. L’outil 1 illustré par la figure comprend quatre pointes 2 en carbure de tungstène alignées. L’outil 1 illustré par la figure comprend huit pointes 2 en carbure de tungstène disposées sur deux lignes parallèles, les pointes 2 d’une ligne étant disposées au niveau d’une pointe 2 de l’autre ligne. L’outil 1 illustré par la figure comprend cinq pointes 2 en carbure de tungstène disposées en ligne avec un décalage latéral d’une pointe 2 sur deux, le décalage étant constant. L’outil 1 illustré par la figure comprend quatre pointes 2 en carbure de tungstène disposées en losange. Les outils 1 illustrés par les figures , , et permettent de traiter des pièces présentant des surfaces plus ou moins étendues, aux rapports de forme différents. Les configurations données ici le sont purement à titre d’exemple de sorte que d’autres configurations, par exemple avec des motifs circulaires, elliptiques, polyédriques sur un ou plusieurs rangs font également partie de l’invention. La figure illustre un système de mise en compression ou de compactage par martelage comprenant trois outils 1a,1b,1c munis chacun d’au moins une pointe 2 en carbure de tungstène et reliés chacun à un bras robotisé 4a,4b,4c. Les trois outils 1a,1b,1c traitent simultanément la même pièce 3. La figure illustre un système de mise en compression ou de compactage par martelage comprenant un outil 1 muni d’au moins une pointe 2 en carbure de tungstène et reliés à un bras robotisé 4. L’outil 1 permet de réaliser la mise en compression, ou le compactage de peinture, d’une pièce 3 concave avec un grand rapport de forme, par l’intérieur, notamment lorsque la pièce 3 est une pièce creuse réalisée par extrusion ou filage d’une forme complexe, par exemple convexe ou concave. Comme dans les précédents modes de réalisation, le bras robotisé 4 présente six degrés de liberté afin de pouvoir se déplacer par rapport à la pièce 3 tout en conservant une distance optimale entre l’outil et la surface interne de la pièce 3. Le bras robotisé 4 permet ensuite à l’outil 1 d’être déplacé longitudinalement dans la pièce et en rotation de sorte que les pointes 2 en carbure de tungstène puissent suivre la paroi intérieure de la pièce 3. Le bras robotisé 4 peut également déplacer l’outil 1 de sorte à lui faire parcourir une trajectoire, éventuellement de forme complexe, comprise dans au moins un plan sécant d’un axe colinéaire à la direction d’extrusion ou de filage de la pièce 3. L’outil 1 peut ainsi traiter toute la surface interne de la pièce 3. Une rotation de l’outil 1 peut être appliquée au fur et à mesure que la trajectoire est parcourue afin que les pointes 2 demeurent au contact de la surface interne de la pièce 3 avec une incidence essentiellement normale à ladite surface interne. La rotation peut être appliquée au support de la pièce 3 ou à l’outil 1. Le procédé de mise en compression ou de compactage de peinture correspondant comprend les étapes suivantes : Au cours d’une première étape 11, on dispose la pièce 3 dont au moins une surface est à traiter sur un support du système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage. Au cours d’une deuxième étape 12, l’opérateur identifie la localisation d’au moins une surface à traiter. Alternativement, toute la surface de la pièce est identifiée comme surface à traiter. Dans certains modes de réalisation, l’identification peut être réalisée après inspection visuelle. Au cours d’une troisième étape 13, on définit la zone du modèle informatique correspondant à la surface à traiter. Cela est rendu possible par le fait que chaque bras robotisé est muni d’un système de positionnement par suivi des mouvements, de type système inertiel. La position du champ de vision de la caméra ou la position de l’outil est identifiable sur un modèle informatique de la pièce 3. Au cours d’une quatrième étape 14, le bras robotisé muni de l’outil caméra est replié et un nouveau bras robotisé muni d’un outil 1 de martelage est commandé par l’opérateur. Alternativement, l’outil caméra connecté au bras robotisé 3 est remplacé par l’outil 1 de martelage. Toujours au cours de la quatrième étape 14, l’outil 1 de martelage est amené en regard de la première des surfaces à traiter. Pour la surface à traiter, on approche l’outil 1 de la surface de la pièce 3 puis on maintient l’outil 1 à une distance prédéfinie de la surface de ladite pièce 3. Dans un mode de réalisation préféré, la distance prédéfinie est telle que l’extrémité des pointes repose sans effort sur la surface de la pièce à traiter. Au cours d’une cinquième étape 15, on active le dispositif mettant les pointes 2 en vibration, puis l’opérateur commande le balayage de la surface à traiter avec une vitesse prédéfinie et un mode de balayage également prédéfini de sorte à balayer l’intégralité de la surface à traiter, en s’assurant du recouvrement entre les différentes zones balayées. Dans un mode de réalisation, les zones balayées peuvent être identifiées en superposition du modèle de la pièce et de la surface à traiter identifiée. Le mode de balayage peut être par exemple un déplacement serpentin, un balayage par bandes ou un déplacement concentrique en spirale allant des bords de la surface à traiter vers le centre. La quatrième étape 14 et la cinquième étape 15 sont reproduites pour chaque surface à traiter de la pièce 3. Dans un mode de réalisation particulier, la surface à traiter se situe à l’intérieur de la pièce 3, tel qu’illustré par la figure . La quatrième étape 14 comprend alors une étape d’insertion de l’outil 1 dans la pièce 3. Il est à noter que la pièce 3 est illustrée en coupe sur la figure . Dans un autre mode de réalisation particulier, plusieurs bras, tels qu’illustrés par la figure , sont utilisés simultanément par un ou plusieurs opérateurs afin de traiter plusieurs surfaces d’une même pièce en même temps. Quel que soit le mode de réalisation, lorsque toutes les surfaces à traiter sont traitées, les bras robotisés 3 sont repliés et la pièce 3 retirée du support du système de mise en compression ou de compactage de peinture par martelage. Dans un autre mode de réalisation la quatrième étape 14 et la cinquième étape 15 sont réalisées automatiquement par un automate, en fonction de la zone de la pièce délimitée lors de l’inspection visuelle. Le système de compactage de peinture et le procédé correspondant permettent de densifier le revêtement et de le rendre conducteur électriquement afin d’obtenir les propriétés sacrificielles anodiques performantes pour lutter contre la corrosion. Le système de compactage de peinture et le procédé correspondant permettent d’éviter toute incrustation. Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture comprenant au moins un outil de martelage (1), un support configuré pour maintenir une pièce à traiter (3) et au moins un bras robotisé (4) conçu pour être connecté à chacun desdits outils de martelage (1), chaque outil de martelage (1) comprenant au moins une pointe (2) conçue de sorte à pouvoir être mise en vibration par un dispositif de mise en vibration, le système comprenant en outre des moyens de calcul aptes à exécuter tout ou partie d’un procédé et des commandes manuelles conçues pour être utilisées par un opérateur, le système d’ajustage et de précontrainte permettant de réaliser une mise en compression d’au moins une partie de la surface de la pièce à traiter (3). Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon la revendication 1, dans lequel l’outil de martelage (1) comprend au moins deux pointes, les extrémités des au moins deux pointes (2) étant alignées. Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon la revendication 2, dans lequel les pointes (2) sont disposées sur un outil de martelage (1) de sorte à former au moins une ligne. Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon la revendication 2, dans lequel les pointes sont disposées sur un outil de martelage (1) de sorte à former au moins un motif. Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon la revendication 4, dans lequel le motif est un carré, un losange, un prisme, un cercle, une ellipse ou un polyèdre régulier. Système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon les revendications 3 à 5, dans lequel, dans une ligne ou un motif, une pointe (2) sur deux est décalée latéralement dans une direction prédéfinie et avec un décalage prédéfini. Procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture par martelage d’une pièce à traiter (3) par au moins un outil de martelage (1) compris dans un système d’ajustage et de précontrainte tel que revendiqué dans les revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : On dispose la pièce à traiter (3) dont au moins une surface est à traiter sur le support du système de mise en compression ou de compactage par martelage, Sur un modèle informatique correspondant à la pièce à traiter (3), on définit au moins une zone du modèle informatique correspondant à la au moins une surface à traiter de la pièce (3), Pour chaque zone du modèle informatique, on approche au moins un outil de martelage (1) connecté à un bras robotisé (4) de la surface de la pièce (3), on maintient l’outil de martelage (1) en contact avec la surface de ladite pièce (3) sans appliquer d’effort, on active le dispositif de mise en vibration des pointes (2), puis on réalise un balayage de la surface à traiter, Lorsque toutes les zones du modèle informatique sont traitées, on replie le au moins un bras robotisé (4) et on retire la pièce (3) du support du système de mise en compression par martelage. Procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon la revendication 7, dans lequel, pour définir au moins une zone du modèle informatique correspondant à la au moins une surface à traiter, on réalise les étapes suivantes : on utilise une caméra connectée à un bras robotisé (4) afin d’inspecter la pièce à traiter (3) et d’identifier la localisation d’au moins une surface à traiter, puis on définit au moins une zone du modèle informatique correspondant à la au moins une surface à traiter identifiée en fonction de la position du bras robotisé (4) et du champ de vision de la caméra. Procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon la revendication 8, dans lequel la caméra est soit disposée sur un bras robotisé dédié, soit comprise dans un outil caméra distinct et interchangeable avec un outil de martelage porté par un même bras robotisé (4) pour l’inspection visuelle et le martelage, soit présente sur un des au moins un bras robotisé ou sur un des au moins un outil de martelage. Procédé d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 7, dans lequel on définit une zone du modèle informatique correspondant à la surface à traiter correspondant à toute la surface de la pièce (3). Procédé d’ajustage et de précontrainte selon la revendication 7 à 10, dans lequel on utilise plusieurs bras robotisés (4) simultanément afin de traiter plusieurs surfaces d’une même pièce (3) en même temps. Procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon les revendications 7 à 11, dans lequel au moins une surface à traiter se situe à l’intérieur de la pièce (3). Procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon les revendications 7 à 12, dans lequel tout ou partie des étapes sont réalisées par un automate ou par un opérateur. Cabine munie d’un système d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture, configuré pour réaliser le procédé d’ajustage, de précontrainte et de compactage de peinture selon l’une quelconque des revendications 7 à 13, la cabine étant munie en outre de moyens d’insonorisation et de moyens d’aspiration et de filtration de l’air à l’intérieur de la cabine.