Brevet FR3153686A1 — publié le 20250404

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une membrane résistive (10) intermédiaire dite « septum » à guides tubulaires (12) pour panneau de traitement acoustique de type DDOF à double degré de liberté, le procédé étant caractérisé en ce que ladite membrane (10) et lesdits guides tubulaires (12) sont fabriqués lors d’une opération d’emboutissage à chaud d’un substrat (11) placé entre deux parties (100a, 100b) d’une presse à emboutir (100) éventuellement accompagnée d’une insufflation d’air chaud dans ladite presse (100) lorsque le substrat (11) comprend une couche additionnelle se présentant sous la forme d’un film thermoplastique de faible épaisseur (11r) et des pré-perforations (11p). Avantageusement, la fabrication d’une membrane résistive septum pour panneau ou revêtement de traitement acoustique en est simplifiée, fiabilisée, et son coût est réduit. Fig. 2 PROCEDE AMELIORE DE FABRICATION D’UNE MEMBRANE RESISTIVE INTERMEDIAIRE D’UN REVETEMENT ACOUSTIQUE. L’invention concerne un procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire dite « septum » d’un panneau acoustique dit à double degré de liberté. L’invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d’une membrane de type septum comprenant une pluralité de guides tubulaires intégrés, pour la fabrication d’un panneau acoustique d’aéronef. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Des panneaux (ou revêtements) acoustiques à double degré de liberté, de type DDOF (« du sigle anglais « double degree of freedom », et qui signifie « double degré de liberté ») sont connus. Ces panneaux acoustiques opèrent des traitements acoustiques visant à réduire une onde sonore incidente dirigée vers une face d’un tel panneau. Ces panneaux acoustiques comprennent deux âmes (couches) alvéolées (le plus souvent de type nid d’abeilles) superposées et séparées par une couche résistive intermédiaire dite « septum », laquelle couche intermédiaire comprend des ouvertures et comprend une multitude de guides tubulaires dont chacun est souvent associé à une paire de cellules alvéolaires appartenant respectivement à l’une et à l’autre des deux âmes alvéolées. Les cellules alvéolaires d’une telle paire sont agencées en regard l’une de l’autre, mais ne sont pas forcément complètement centrées l’une par rapport à l’autre et plusieurs guides tubulaires peuvent être implémentés pour une telle paire de cellules alvéolaires. De tels panneaux acoustiques de type DDOF sont notamment, mais pas seulement, utilisés dans des parois de nacelles d’aéronefs ou dans des carters de turboréacteurs. De nombreux éléments sont assemblés pour la fabrication d’un panneau ou revêtement acoustique de type DDOF parmi lesquels la membrane résistive intermédiaire, comprenant des ouvertures, et les guides tubulaires (tubes) assemblés dans ou autour de ces ouvertures. Généralement et selon des caractéristiques recherchées, la membrane intermédiaire « septum » est faite de verre, ce qui facilite l’implantation des tubes du fait de la transparence du verre, sur ou dans lequel sont assemblés au moyen d’un robot et scellés des guides tubulaires en matériau polymère, rendant la fabrication de l’ensemble complexe, délicate et coûteuse. La situation peut être améliorée. Un objet de la présente invention est d’améliorer les conditions de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire d’un panneau acoustique en diminuant le nombre d’étapes requises aux fins de simplifier et d’accélérer le processus de fabrication et d’en réduire le coût. A cet effet, il est proposé un procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire à guides tubulaires pour panneau acoustique, le procédé étant caractérisé en ce que ladite membrane et lesdits guides tubulaires sont formés lors d’une opération d’emboutissage à chaud d’un substrat placé entre deux parties d’une presse d’emboutissage, ladite presse étant telle que l’une des deux parties de la presse comprend une pluralité de protubérances présentant chacune une surface de forme complémentaire à une forme d’une surface intérieure desdits guides tubulaires et l’autre desdites deux parties de ladite presse comprend une pluralité de cavités présentant chacune une surface de forme complémentaire à une forme d’une surface extérieure desdits guides tubulaires. Avantageusement, la fabrication d’une membrane résistive « septum » pour panneau ou revêtement de traitement acoustique est simplifiée, fiabilisée, et son coût est réduit. Le procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire à guides tubulaires pour panneau acoustique selon l’invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes considérées isolément ou en combinaisons : - Le substrat utilisé selon le procédé est réalisé en matériau thermoplastique. - Le matériau thermoplastique dans lequel est réalisé le substrat comprend des fibres dites « fibres courtes », des fibres dites « fibres longues » ou des fibres dites « fibres continues ». - Le substrat utilisé est recouvert d’une couche additionnelle se présentant sous forme de film thermoplastique dit de faible épaisseur. - Le film thermoplastique présente une épaisseur inférieure ou égale à 0,2 mm. - Le film thermoplastique apposé sur le substrat est chargé de fibres dites fibres courtes. - Le substrat et la couche additionnelle sont pré-perforés préalablement à l’opération d’emboutissage à chaud. - Le substrat et la couche additionnelle sont respectivement pré-perforés lors de deux opérations de perforation indépendantes l’une de l’autre. - L’opération d’emboutissage à chaud comprend une insufflation d’air chaud via des canaux d’insufflation débouchant au sommet desdites protubérances de la presse à emboutir. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints : FIG. 1 illustre une membrane intermédiaire résistive intermédiaire de type septum d’un panneau acoustique de type DDOF fabriquée selon un mode de réalisation ; FIG. 2 illustre schématiquement un substrat de matériau positionné dans une presse d’emboutissage préalablement à une fabrication par emboutissage de la membrane représentée FIG. 1 , selon un mode de réalisation ; FIG. 3 illustre schématiquement un substrat de matériau positionné dans une presse d’emboutissage selon une variante de réalisation ; et, FIG. 4 illustre des étapes du procédé de fabrication d’une membrane intermédiaire résistive telle que représentée sur la FIG. 1 . EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION La FIG. 1 représente schématiquement et symboliquement une membrane résistive intermédiaire 10, dite « septum », agencée pour séparer deux âmes alvéolées d’un même panneau acoustique à double degré de liberté et fabriquée par emboutissage à chaud selon un mode de réalisation de l’invention. Le terme « panneau » désigne ici aussi bien un panneau acoustique qu’un revêtement acoustique. Le corps de la membrane résistive intermédiaire 10 est fait principalement à partir d’un substrat 11 mis en forme par emboutissage à chaud. Selon un mode de réalisation, le substrat 11 est réalisé en matériau thermoplastique consolidé pouvant comprendre des fibres courtes, des fibres longues ou des fibres continues et se présente sous la forme d’une plaque. Les caractéristiques de ces fibres ne sont pas détaillées ici dans la mesure où l’homme du métier saura choisir les fibres à utiliser en fonction des caractéristiques finales recherchées. Selon un mode de réalisation, le substrat 11 est revêtu d’une couche additionnelle se présentant sous la forme d’un film thermoplastique de faible épaisseur, chargé ou non de fibres courtes. Cette variante est utilisée lorsqu’une insufflation d’air chaud est réalisée pendant l’opération d’emboutissage à chaud du substrat 11. Avantageusement, la membrane résistive 10 comprend une pluralité de guides tubulaires 12 qui ont vocation à servir chacun de col de résonateur de Helmholtz après assemblage d’un panneau ou revêtement de type DDOF. En d’autres termes, les guides tubulaires 12 sont des cols de résonateurs de Helmholtz. Selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention, les guides tubulaires 12 présentent chacun une forme tronconique ou sensiblement tronconique. Des perforations des sommets des guides tubulaires 12 sont réalisées lors de l’emboutissage à chaud, dans le but d’assembler ensuite les guides tubulaires 12 en tant que cols de résonateurs de Helmholtz, chacun en regard d’une première alvéole d’une première âme alvéolée d’un panneau acoustique, d’une part, et en regard d’une deuxième alvéole d’une deuxième âme alvéolée du même panneau acoustique, d’autre part. Les guides tubulaires 12 présentent chacun une surface extérieure 12b et une surface intérieure 12a mises en forme par emboutissage à chaud dans un outil d’emboutissage 100 encore nommé presse d’emboutissage 100 (représentée sur la FIG. 2 ). Plus généralement, l’ensemble de la membrane résistive 10 est mis en forme lors d’une opération d’emboutissage à chaud éventuellement précédée d’une opération de pré-perforation (ou poinçonnage) aux fins de créer des amorces de découpe dans le substrat 11 alors revêtu d’une couche additionnelle sous la forme d’un film thermoplastique de faible épaisseur. La membrane résistive 10 présente des ouvertures traversantes 11o obtenues par emboutissage, et formant la base des guides tubulaires 12. La FIG. 2 représente schématiquement une presse d’emboutissage 100 configurée pour réaliser des opérations d’emboutissage à chaud du substrat 11 visant à obtenir la membrane résistive intermédiaire 10 dans sa forme finale après emboutissage. La presse d’emboutissage 100 est configurée pour des opérations d’emboutissage du substrat 11. Selon un exemple de réalisation, la presse d’emboutissage 100 comprend une partie supérieure 100b et une partie inférieure 100a. La partie supérieure 100b de la presse d’emboutissage 100 comprend une pluralité de cavités 102b et la partie inférieure 100a de la presse d’emboutissage 100 comprend une pluralité de protubérances 102a. Selon l’exemple de réalisation décrit, chaque paire constituée d’une protubérance 102a et d’une cavité 102b et est utilisée pour la mise en forme par emboutissage de l’un des guides tubulaires 12 dans la presse d’emboutissage 100. L’agencement de la presse d’emboutissage 100 est donc réalisé pour que, lors d’une opération d’emboutissage du substrat 11, et après activation de la presse d’emboutissage 100 par rapprochement des parties 100a et 100b, le substrat écrasé dans des espaces résiduels, définis chacun entre une protubérance 102a et une cavité 102b, crée la pluralité de guides tubulaires 12 par déformation du substrat 11 préalablement inséré dans la presse d’emboutissage 100. Le rapprochement des parties 100a et 100b de la presse d’emboutissage est tel que l’écrasement produit entre le sommet de chaque protubérance 102a et le fond de chaque cavité 102b étête les guides tubulaires 12 qui présentent alors chacun une ouverture traversante conforme à sa fonction de col de résonateur de Helmholtz. Selon une variante de réalisation, le substrat 11 est préparé avant l’opération d’emboutissage à chaud et avant son introduction dans la presse à emboutir 100 au moyen d’un outil de préparation ou d’une deuxième presse à emboutir, calibré pour réaliser des amorces d’ouvertures (poinçonnage) ou des petites ouvertures, aux endroits qui seront disposés en regard des protubérances 102a avant l’opération d’emboutissage. Ces amorces d’ouvertures sont encore appelées ici des pré-perforations. Selon cette variante, le substrat comprend une couche additionnelle se présentant sous la forme d’un film thermoplastique de faible épaisseur qui sera elle aussi poinçonnée ou pré-perforée, dans le but d’être déformée ensuite sous un flux d’air chaud, en même temps que sera embouti à chaud le substrat 11, pendant une opération d’emboutissage dans la presse d’emboutissage 100. La FIG. 3 illustre une variante du procédé de fabrication selon laquelle le substrat 11 est revêtu d’un film thermoplastique de faible épaisseur 11r et est pré-perforé lors de sa mise en place dans la presse d’emboutissage 100. Des pré-perforations 11p sont alors agencées dans le substrat 11 avant emboutissage à chaud dans la presse à emboutir 100. En outre, selon cette variante, la partie inférieure 100a de la presse d’emboutissage 100 comprend des canaux d’insufflation d’air chaud 102o configurés pour insuffler un air chaud à une température T comprise entre 330 et 400°C pour la résine PEKK pendant l’opération d’emboutissage à chaud par la presse d’emboutissage 100. La température T est ajustée selon le matériau et les outillages utilisés, en fonction des propriétés mécaniques recherchées. Selon un mode de réalisation, l’opération d’emboutissage est opérée dans un moule chauffé à une température comprise entre 330°C et 400°C afin d’obtenir un état vitreux de la résine PEKK. La température exacte du moule est ajustée selon le type de résine utilisée et selon les caractéristiques de l’état vitreux recherché. Ainsi, la température du moule peut varier en fonction du matériau et être différente selon que le matériau soit par exemple une résine de type PEEK, une résine PAEK, une résine PEI ou une résine PEKK, ces exemples n’étant bien évidemment pas limitatifs. Les caractéristiques de ces résines ne sont pas détaillées ici dans la mesure où l’homme du métier saura choisir une résine à utiliser en fonction des caractéristiques finales recherchées. Le type de résine utilisé est choisi en fonction de l’épaisseur ciblée du septum, des conditions d’environnement et des températures d’utilisation du septum réalisé. La FIG. 4 est un diagramme illustrant un procédé de fabrication de la membrane résistive intermédiaire 10 selon un mode de réalisation. Une étape initiale S0 est une étape de préparation au procédé, encore appelée étape d’initialisation, au terme de laquelle tous les moyens matériels et/ou humains sont normalement disponibles et opérationnels pour exécuter le procédé de fabrication amélioré de la membrane résistive 10, selon un mode de réalisation. Une étape S1 optionnelle de pré-perforation d’une plaque de substrat non encore perforée est réalisée pour obtenir des pré-perforations (ou amorces de perforation) 11p dans le substrat 11. Cette étape S1 est nécessaire lorsque le substrat est revêtu d’un film, compte tenu de la présence du film ; sinon, en l’absence de film, le substrat est directement embouti. Selon un mode de réalisation, les pré-perforations 11p sont obtenues par emboutissage à chaud à l’aide d’un outil (ou presse) à emboutir secondaire. Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, cette opération d’emboutissage à chaud visant à réaliser les pré-perforations est réalisée dans une presse à emboutir secondaire chauffée dont la température est comprise entre 330°C et 400°C, par exemple, pour la résine PEKK et en fonction des outillages utilisés. Un tel emboutissage, à l’aide d’une presse à emboutir secondaire chauffée, permet d’opérer un préformage du substrat perforé 11, recouvert d’une couche additionnelle se présentant sous la forme d’un film thermoplastique de faible épaisseur, avant insertion dans la presse d’emboutissage 100, donc avant emboutissage par la presse à emboutir 100. Le substrat est ensuite placé dans la presse à emboutir 100 lors d’une étape S2 puis l’opération d’emboutissage est réalisée lors d’une étape S3. A l’étape d’emboutissage S3, si le substrat 11 n’est pas recouvert de la couche additionnelle sous forme de film thermoplastique de faible épaisseur 11r et qu’il n’y a pas eu de pré-perforations 11p au moyen d’une presse d’emboutissage secondaire lors de l’étape S1, alors l’emboutissage à chaud a lieu sans insufflation d’air chaud. A contrario, si l’étape S1 de préparation du substrat 11 comprend la réalisation des pré-perforations 11p du substrat 11 revêtu d’une couche additionnelle sous forme de film thermoplastique de faible épaisseur 11r, alors l’étape d’emboutissage S3 comprend une insufflation d’un flux d’air chaud aux moyens de canaux d’insufflation d’air chaud 102o débouchant aux sommets des protubérances 102a de la partie 100a de la presse à emboutir 100. Avantageusement, l’air chaud insufflé est chauffé à une température comprise entre 330°C et 400°C, pour une résine PEKK et selon les outillages utilisés, ce qui permet d’obtenir une soudure par mélange entre le substrat 11 et les guides tubulaires 12, lesquels sont alors principalement obtenus par déformation de la couche additionnelle de résine 11. Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire (10) à guides tubulaires (12) pour panneau acoustique, le procédé étant caractérisé en ce que ladite membrane (10) et lesdits guides tubulaires (12) sont formés lors d’une opération d’emboutissage à chaud (S3) d’un substrat (11) placé entre deux parties (100a, 100b) d’une presse d’emboutissage (100), ladite presse étant telle que l’une des deux parties (100a) de la presse comprend une pluralité de protubérances (102a) présentant chacune une surface de forme complémentaire à une forme d’une surface intérieure desdits guides tubulaires (12) et l’autre (102) desdites deux parties (100a, 100b) de ladite presse (100) comprend une pluralité de cavités (102b) présentant chacune une surface de forme complémentaire à une forme d’une surface extérieure desdits guides tubulaires (12). Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire (10) à guides tubulaires (12) pour panneau acoustique selon la revendication 1, dans lequel ledit substrat utilisé est réalisé en matériau thermoplastique. Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire (10) à guides tubulaires (12) pour panneau acoustique selon l’une des revendications 1 et 2, selon lequel le substrat utilisé est chargé de fibres courtes, de fibres longues ou de fibres continues. Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire (10) à guides tubulaires (12) pour panneau acoustique selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit substrat (11) utilisé est recouvert d’une couche additionnelle se présentant sous la forme d’un film thermoplastique (11r). Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire à guides tubulaires pour panneau acoustique selon la revendication 4, dans lequel l’épaisseur dudit film thermoplastique est inférieure ou égale à 0,2 mm. Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire à guides tubulaires pour panneau acoustique selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel ledit substrat (11) et ladite couche additionnelle (11r) sont pré-perforés préalablement à ladite opération d’emboutissage. Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire (10) à guides tubulaires (12) pour panneau acoustique selon l’une des revendications 4 à 6, dans lequel ledit substrat (11) et ladite couche additionnelle (11r) sont respectivement pré-perforés lors de deux opérations de perforation indépendantes l’une de l’autre. Procédé de fabrication d’une membrane résistive intermédiaire (10) à guides tubulaires (12) pour panneau acoustique selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’opération d’emboutissage (S3) comprend une insufflation d’air chaud via des canaux d’insufflation (102o) débouchant au sommet desdites protubérances (102a).