Brevet FR3157250A1 — publié le 20250627

Outil de conformation d ’un e texture fibreuse avec clés magnétiques Outil de conformation (200) pour la mise en forme d’une texture fibreuse (230) comprenant au moins un moule (210) et un contre-moule (220) définissant entre eux une cavité de moulage, la texture fibreuse étant destinée à être placée dans la cavité de moulage, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un premier aimant (240) présent sur le moule en vis-à-vis du contre-moule et en ce que le contre-moule est configuré pour se positionner et se verrouiller avec le moule par aimantation avec le premier aimant. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Outil de conformation d’une texture fibreuse avec clés magnétiques La présente invention se rapporte au domaine général de la fabrication de pièces en matériau composite à matrice céramique (CMC) ou à matrice organique (CMO), et plus particulièrement à un outil de conformation de texture fibreuse. Les matériaux composites à matrice organique (CMO) ou à matrice céramique (CMC) viennent en remplacement des pièces métalliques dans certaines parties des turbomachines. De plus, leur utilisation contribue à optimiser les performances des aéronefs notamment par l’amélioration du rendement de la turbomachine et la baisse de la masse globale de la turbomachine, réduisant de manière significative les émissions nocives pour l’environnement (comme CO, CO 2 , NOx, etc…). Pour être utilisés dans les applications civiles, les matériaux composites CMO et CMC doivent présenter une stabilité de leurs propriétés sur de très longues durées (30 000 à 100 000 heures), avec des contraintes admissibles d’un niveau acceptable (120 à 150 MPa). Pour répondre à cette spécification, les matériaux CMC et CMO sont conçus de manière à avoir des caractéristiques mécaniques stables à des températures élevées. Les pièces réalisées en matériau CMC ou CMO sont ainsi produites à partir d’une texture fibreuse tissée qui est mise en forme (ou moulée) avant d’être pré-densifiée, puis densifiée pour former sa matrice organique ou céramique. Actuellement, les textures fibreuses, préalablement découpées, sont mises en forme à la main à l’aide d’un outil de conformation ou conformateur 100 dont un exemple est représenté en FIG. 1 . Cet outil 100 permet de donner la forme à la pièce au cours du dépliage de la texture fibreuse d’origine 130. Cet outil 100 possède plusieurs blocs ou secteurs, formés ici d’un moule 110 et d’un contre-moule 120, qui doivent être installés au fur et à mesure de la mise en forme du textile. L’outil possède également des systèmes de fermeture mécanique 140, 150 de ces blocs. Chaque système de fermeture 140, 150 comprend une vis 142 venant traverser un orifice formé dans le contre-moule 120 et se visser dans le moule 110. Une rondelle 141 peut être prévue entre chaque vis 142 et le contre-moule 120. Un opérateur ferme l’outillage à l’aide d’une clé dynamométrique pour respecter un couple de serrage. Sur des conformateurs complexes, il peut y avoir plusieurs dizaines de systèmes de fermeture à fermer pour assembler tous les secteurs du conformateur. Le temps passé par l’opérateur à chaque fermeture et ouverture du conformateur peut donc être assez conséquent. Ces temps de fermeture et d’ouverture ne permettent pas d’atteindre de fortes cadences de production, de l’ordre de plusieurs dizaines ou centaines de milliers de pièces par an. Il est donc souhaitable de disposer d’un nouvel outil de conformation ou conformateur dont la durée d’assemblage est réduite. L’invention concerne un outil de conformation pour la mise en forme d’une texture fibreuse comprenant au moins un moule et un contre-moule définissant entre eux une cavité de moulage, la texture fibreuse étant destinée à être placée dans la cavité de moulage, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un premier aimant présent sur le moule en vis-à-vis du contre-moule et en ce que le contre-moule est configuré pour se positionner et se verrouiller avec le moule par aimantation avec le premier aimant. L’outil de conformation selon l’invention ne possède plus de systèmes de vis et l’aimant permet de le fermer et de verrouiller le moule et le contre-moule ensemble pour assembler l’outil de conformation. Cela permet d’éviter à un opérateur de venir fermer l’outil avec un certain couple de serrage car cela peut se faire de manière automatisée avec l’aimant. Il est ainsi possible de réduire le temps de fermeture et d’ouverture de l’outil de conformation, ce qui réduit également le temps global de mise en forme des textures fibreuses. Selon une caractéristique particulière de l’invention, le contre-moule est en matériau ferromagnétique. Le premier aimant peut alors être suffisant pour exercer une force d’attraction sur le contre-moule et assurer son positionnement et son verrouillage. De préférence, le premier aimant est alors positionné de façon centrale sur le moule, de manière à exercer une force centrée sur le contre-moule et donc d’appliquer une pression homogène sur la texture fibreuse. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’outil de conformation comprend au moins un deuxième aimant présent sur le contre-moule en vis-à-vis du premier aimant et configuré pour s’aimanter avec le premier aimant. Le contre-moule n’est alors pas nécessairement réalisé en matériau ferromagnétique. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les premier et deuxième aimants sont placés de façon centrale sur le moule et le contre-moule. Ils peuvent également être placés de façon centrale par rapport à la cavité. Une telle configuration permet d’exercer une force centrée sur le moule et le contre-moule. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’outil de conformation comprend au moins deux paires d’aimants, présentes sur la périphérie du moule et du contre-moule de manière à être en-dehors de la cavité de moulage, au sein de chaque paire d’aimants, un premier aimant étant placé sur le moule en vis-à-vis d’un deuxième aimant placé sur le contre-moule. L’outil de conformation peut notamment comprendre trois ou quatre paires d’aimants. De préférence, les paires d’aimants sont réparties de façon homogène à la périphérie du moule et du contre-moule. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’outil de conformation comprend un moyen de centrage du contre-moule sur le moule. Cela permet de s’assurer que l’outil est correctement assemblé, c’est-à-dire que le moule et le contre-moule sont correctement positionnés l’un par rapport à l’autre afin que la forme donnée à la texture fibreuse corresponde bien à la forme prévue. Le moyen de centrage est de préférence placé sur la périphérie du moule et du contre-moule. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le moyen de centrage comprend au moins une paire d’aimants placés en vis-à-vis sur le moule et le contre-moule. Cela permet de limiter la masse de l’outil de conformation en utilisant une paire d’aimants à la fois comme moyen de centrage et comme moyen de verrouillage du moule avec le contre-moule. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le moyen de centrage comprend un ergot placé sur le moule ou le contre-moule, et un trou correspondant formé dans le contre-moule ou le moule, respectivement. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les aimants sont des aimants permanents. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, chaque premier aimant est un électroaimant. Chaque deuxième aimant peut être un aimant permanent ou un électroaimant. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’outil de conformation comprend un moyen d’activation des électroaimants configuré pour pouvoir faire circuler un courant électrique au travers de chacun desdits électroaimants. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. FIG. 1 La FIG. 1 représente, de manière schématique, un outil de conformation d’une texture fibreuse selon l’art antérieur. FIG. 2 La FIG. 2 représente, de manière schématique et partielle, un outil de conformation d’une texture fibreuse selon un premier mode de réalisation de l’invention. FIG. 3 La FIG. 3 représente, de manière schématique et partielle, un outil de conformation d’une texture fibreuse selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. FIG. 4 La FIG. 4 représente, de manière schématique et partielle, un outil de conformation d’une texture fibreuse selon un troisième mode de réalisation de l’invention. La FIG. 2 représente, de manière schématique et partielle, un outil de conformation 200 selon un premier mode de réalisation de l’invention. L’outil de conformation 200 comprend au moins un moule 210 et un contre-moule 220. Le moule 210 comprend une première surface de conformation 210A et le contre-moule 220 comprend une deuxième surface de conformation 220A. Lorsque le moule 210 et le contre-moule 220 sont positionnés l’un par rapport à l’autre dans une configuration opérationnelle, un espace laissé libre entre la première surface de conformation 210A et la deuxième surface de conformation 220A définit une cavité de moulage dans laquelle une texture fibreuse 230 est destinée à être placée pour être mise en forme. L’outil de conformation 200 comprend un aimant 240 placé sur le moule 210 au niveau de la cavité de moulage, en vis-à-vis du contre-moule 220. La texture fibreuse 230 est destinée à être placée au-dessus de l’aimant 240. Le contre-moule 220 est, par exemple, réalisé en matériau magnétique ou ferromagnétique et peut ainsi se positionner et se verrouiller sur le moule 210 par aimantation grâce à l’aimant 240. Selon un autre exemple, le contre-moule 220 comprend un noyau ferromagnétique noyé dans un bloc métallique non ferromagnétique, le noyau ferromagnétique étant destiné à s’aimanter avec l’aimant 240 pour positionner et verrouiller le contre-moule 220 sur le moule 210. L’aimant 240 est typiquement noyé dans le moule 210, sous la première surface de conformation 210A, de façon à ne pas modifier la forme de la cavité de moulage. De manière préférentielle, l’aimant 240 est positionné de façon centrale par rapport à la première surface de conformation. Ainsi, il exerce une force sensiblement centrée sur le contre-moule, ce qui permet au contre-moule d’appliquer une pression sensiblement homogène sur la texture fibreuse 230. L’outil de conformation 200 peut également comprendre des moyens de centrage 250 et 260 du contre-moule 220 sur le moule 210 pour que le contre-moule 220 se positionne correctement sur le moule 210. Chaque moyen de centrage 250 peut être formé par deux aimants placés en vis-à-vis sur le moule 210 et le contre-moule 220. Dans un autre exemple de réalisation, chaque moyen de centrage 260 peut être formé par un ergot placé sur le contre-moule 220, ou sur le moule 210, en vis-à-vis d’un trou correspondant présent sur le moule 210, ou respectivement sur le contre-moule 220. Afin de ne pas gêner la mise en forme de la texture 230, les moyens de centrage 250 et 260 sont placés en dehors de la cavité de moulage, par exemple sur la périphérie du moule 210 et du contre-moule 220. Autrement dit, les moyens de centrage 250, 260 sont placés en dehors de la première surface de conformation 210A et de la deuxième surface de conformation 220A. La FIG. 3 représente, de manière schématique et partielle, un outil de conformation 300 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. L’outil de conformation 300 comprend au moins un moule 310 et un contre-moule 320 comprenant respectivement une première surface de conformation 310A et une deuxième surface de conformation 320A définissant entre elles, dans une configuration opérationnelle du moule 310 et du contre-moule 320, une cavité de moulage dans laquelle une texture fibreuse 330 est destinée à être placée pour être mise en forme. L’outil de conformation 300 comprend un premier aimant 340 placé sur le moule 310 et un deuxième aimant 370 placé sur le contre-moule 320. Les deux aimants 340 et 370 sont placés en vis-à-vis de part et d’autre de la cavité de moulage et la texture fibreuse 330 est destinée à être placée entre les deux aimants 340 et 370. Le premier aimant 340 est typiquement noyé dans le moule 310, sous la première surface de conformation 310A et le deuxième aimant 370 est typiquement noyé dans le contre-moule 320, sous la deuxième surface de conformation 320A. Les deux aimants 340 et 370 permettent de verrouiller le contre-moule 320 sur le moule 310 par aimantation lorsque l’on ferme l’outil de conformation 300 pour le placer dans la configuration opérationnelle. L’outil de conformation 300 peut également comprendre des moyens de centrage 350 et 360 du contre-moule 320 sur le moule 310 pour que le contre-moule 320 se positionne correctement sur le moule 310. Chaque moyen de centrage 350 peut être formé par deux aimants placés en vis-à-vis sur le moule 310 et le contre-moule 320. Dans un autre exemple de réalisation, chaque moyen de centrage 360 peut être formé par un ergot placé sur le contre-moule 320, ou sur le moule 310, en vis-à-vis d’un trou correspondant présent sur le moule 310, ou respectivement sur le contre-moule 320. Afin de ne pas gêner la mise en forme de la texture 330, les moyens de centrage 350 et 360 sont placés en dehors de la cavité de moulage, par exemple sur la périphérie du moule 310 et du contre-moule 320. Autrement dit, les moyens de centrage 350, 360 sont placés en dehors de la première surface de conformation 310A et de la deuxième surface de conformation 320A. La FIG. 4 représente, de manière schématique et partielle, un outil de conformation 400 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. L’outil de conformation 400 comprend au moins un moule 410 et un contre-moule 420 comprenant respectivement une première surface de conformation 410A et une deuxième surface de conformation 420A définissant entre elles, dans une configuration opérationnelle du moule 410 et du contre-moule 420, une cavité de moulage dans laquelle une texture fibreuse 430 est destinée à être placée pour être mise en forme. L’outil de conformation 400 comprend quatre paires d’aimants 440, 450, 460, 470. Les aimants 441, 451, 461 et 471 des quatre paires 440, 450, 460, 470 sont placés sur le moule 410 en dehors de la cavité de moulage, c’est-à-dire en dehors de la première surface de conformation 410A. Les aimants 442, 452, 462 et 472 sont placés sur le contre-moule 420 en vis-à-vis des aimants 441, 451, 461 et 471 pour former les quatre paires 440, 450, 460, 470. Ainsi, les aimants 441, 442, 451, 452, 461, 462, 471, 472 sont placés sur la périphérie du moule 410 et du contre-moule 420, de sorte que la texture 430 ne s’étende pas entre les deux aimants d’une paire. Ils peuvent être noyés au moins en partie dans le moule 410 ou le contre-moule 420. Comme dans les autres modes de réalisation, les aimants des paires 440, 450, 460, 470 permettent de verrouiller le contre-moule 420 sur le moule 410. Bien que dans le mode de réalisation de la FIG. 4 , l’outil de conformation est représenté avec quatre paires d’aimants, on ne s’écarte pas de l’invention si l’outil de conformation comprend un nombre différent d’aimants. L’outil de conformation peut comprendre au moins deux paires d’aimants. De façon préférentielle, il comprend au moins trois paires d’aimants, par exemple quatre paires d’aimants, de façon à répartir l’effort de serrage du contre-moule sur le moule. Avantageusement, les paires d’aimants sont réparties de façon homogène à la périphérie du moule et du contre-moule, de façon à appliquer une pression sensiblement homogène sur la texture fibreuse 430. La présence des différentes paires d’aimants 440, 450, 460, 470 permet également de positionner le contre-moule 420 sur le moule 410. Cependant, l’outil 400 peut en plus comprendre des moyens de centrage 480 pour améliorer le positionnement du contre-moule 420 sur le moule 410. Chaque moyen de centrage 480 est de préférence positionné entre deux paires d’aimants 440, 450, 460, 470. Comme dans les autres modes de réalisation, chaque moyen de centrage 480 peut être formé par un ergot 481 placé sur le contre-moule 420, ou sur le moule 410, en vis-à-vis d’un trou 482 correspondant présent sur le moule 410, ou respectivement sur le contre-moule 420, comme représenté sur la FIG. 4 . Dans un autre exemple de réalisation, non représenté, chaque moyen de centrage peut être formé par deux aimants placés en vis-à-vis sur le moule 410 et le contre-moule 420. Quel que soit le mode de réalisation, le centrage du contre-moule sur le moule peut également être réalisé grâce à des géométries complémentaires des moule et contre-moule. Quel que soit le mode de réalisation, les aimants peuvent être des aimants permanents. Quel que soit le mode de réalisation, les aimants peuvent être des aimants activables électriquement. Les aimants sont par exemple des électroaimants. L’outil de conformation peut ainsi comprendre également un moyen d’activation des aimants. Ce moyen d’activation peut par exemple être configuré pour pouvoir faire circuler un courant électrique dans chaque électroaimant, de manière à générer un champ électromagnétique englobant le contre-moule de la FIG. 2 , ou un champ électromagnétique entre les deux aimants de la FIG. 3 ou un champ électromagnétique entre les deux aimants au sein de chaque paire d’aimants dans le cas de la FIG. 4 . On peut, par exemple, choisir de verrouiller le contre-moule sur le moule lorsque le courant circule et de déverrouiller le contre-moule lorsque l’on coupe la circulation du courant. Quel que soit le mode de réalisation, les aimants peuvent être sous forme de pastilles circulaires, ou rectangulaires ou de n’importe quelle forme permettant de s’adapter aux contraintes de design de l’outil de conformation. Dans les différents modes de réalisation, il a été considéré que l’outil de conformation ne comportait qu’un seul moule et qu’un seul contre-moule. Bien entendu, l’outil de conformation peut être formé d’une pluralité de moules et d’une pluralité de contre-moules agencés les uns par rapport aux autres de manière à obtenir la forme souhaitée pour la texture fibreuse, et donc pour la pièce finale quelle que soit sa complexité. Quel que soit le mode de réalisation, la texture fibreuse comprend par exemple des fibres de carbure de silicium. La texture fibreuse peut être réalisée par empilements de strates ou plis obtenus par tissage bidimensionnel. La texture peut également être réalisée directement en une seule pièce par tissage tridimensionnel. Par tissage bidimensionnel, on entend ici un mode de tissage classique dans lequel chaque fil de trame passe d’un côté à l’autre des fils d’une seule couche de chaîne ou inversement. Par tissage tridimensionnel, on entend ici un tissage dans lequel des fils de chaîne traversent plusieurs couches de fils de trame, ou des fils de trame traversent plusieurs couches de fils de chaîne. La texture fibreuse peut également être réalisée par des nappes de fibres unidirectionnelles, qui peuvent être obtenues par placement automatique de fibres, ou par enroulement filamentaire. La texture fibreuse peut ensuite, c’est-à-dire après avoir été mise en forme dans l’outil de conformation selon un mode de réalisation de l’invention, être densifiée par une matrice céramique ou organique. Outil de conformation (200, 300, 400) pour la mise en forme d’une texture fibreuse (230, 330, 430) comprenant au moins un moule (210, 310, 410) et un contre-moule (220, 320, 420) définissant entre eux une cavité de moulage, la texture fibreuse étant destinée à être placée dans la cavité de moulage, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un premier aimant (240, 340, 441) présent sur le moule en vis-à-vis du contre-moule et en ce que le contre-moule est configuré pour se positionner et se verrouiller avec le moule par aimantation avec le premier aimant. Outil de conformation (200) selon la revendication 1, dans lequel le contre-moule (220) est en matériau ferromagnétique. Outil de conformation (300) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, comprenant au moins un deuxième aimant (370) présent sur le contre-moule (320) en vis-à-vis du premier aimant (340) et configuré pour s’aimanter avec le premier aimant. Outil de conformation (400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant au moins deux paires (440, 450, 460, 470) d’aimants présentes sur la périphérie du moule et du contre-moule, de manière à être en dehors de la cavité de moulage, au sein de chaque paire d’aimants, un premier aimant (441, 451, 461, 471) étant placé sur le moule en vis-à-vis d’un deuxième aimant (442, 452, 462, 472) placé sur le contre-moule. Outil de conformation (200, 300, 400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un moyen de centrage (250, 260, 350, 360, 480) du contre-moule sur le moule. Outil de conformation selon la revendication 5, dans lequel le moyen de centrage comprend au moins une paire d’aimants placés en vis-à-vis sur le moule et le contre-moule. Outil de conformation (400) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le moyen de centrage (480) comprend un ergot (481) placé sur le moule ou le contre-moule, et un trou (482) correspondant formé dans le contre-moule ou le moule, respectivement. Outil de conformation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les aimants sont des aimants permanents. Outil de conformation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque premier aimant est un électroaimant. Outil de conformation selon la revendication 9, comprenant un moyen d’activation des électroaimants configuré pour pouvoir faire circuler un courant électrique à travers chacun desdits électroaimants.