Brevet FR3067700A1 (20181221)

REVENDICATIONS1. Structure métallique à peau renforcée (1), comportant, dans une architecture monobloc, au moins une peau (10) d'épaisseur donnée (E) et un réseau (30) de renforts locaux (3; 3a, 3b) à géométrie de type organique reliés à la peau (10), caractérisé en ce que chaque renfort local (3; 3a, 3b) présente une zone de transition (31; 31a, 31b) prolongée par un congé de raccordement (32; 32a, 32b), et s'étend selon une répartition des volumes topologiquement optimisée en fonction des contraintes, mise en oeuvre par une géométrie obéissant aux conditions suivantes: - dans un plan de section (x'O'y') de chaque renfort (3; 3a, 3b) parallèle à un plan de base (x0y) tangent à la peau (10), le renfort local (3; 3a, 3b) présentant dans ce plan de section (x'O'y') une surface (Sa) et un périmètre (Pa) donnés, la surface de section (Sa) rapportée à son périmètre (Pa) dit rapport périmétrique (Sa/Pa) reste inférieure à 2 mm à une première extrémité (3e) de la zone de transition (31; 31a, 31b) en liaison avec la peau (10) hors congé de raccordement (32; 32a, 32b), et supérieure à 0, 3 mm en une autre extrémité (3e') de la zone de transition (31; 31a, 31b) opposée à la première extrémité (3e); - le périmètre de section (Pa) rapporté à la surface de section (Sa), inverse du rapport périmétrique (Sa/Pa), évolue linéairement dans la zone de transition (31; 31a, 31b); - chaque renfort local (3; 3a, 3b) présente une épaisseur maximale à ladite autre extrémité (3e') de la zone de transition (31; 31a, 31b) comprise entre l'épaisseur de peau (E) et 2 fois l'épaisseur de peau (E); - la surface de section de renfort (Sa) est croissante depuis la première extrémité (3e') de la zone de transition (31; 31a, 31b) jusqu'au delà de la zone de transition (31; 31a, 31b); et - le congé de raccordement (32; 32a, 32b) présente une valeur de rayon de raccordement (Ra) comprise entre 0,2 et 2 fois l'épaisseur de peau (E).\n<CLM>\1\tStructure métallique selon la revendication 1, dans lequel la structure (1) est constituée d'un alliage métallique choisi entre un alliage d'aluminium, de titane et un acier inoxydable. 13\n<CLM>\1\tStructure métallique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la structure métallique constitue une ossature de porte d'aéronef (1) dans laquelle au moins une peau (10) est reliée à un maillage (20) de raidisseurs (2) par le réseau (30) de renforts locaux (3; 3a, 3b). 5\n<CLM>\1\tStructure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la structure métallique comporte deux peaux et un réseau de renforts en liaison à leurs extrémités avec chacune des peaux.\n<CLM>\1\tStructure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel, les renforts locaux (3; 3a, 3b) étant optimisés, le nombre 10 de renforts locaux (3; 3a, 3h) est déterminé de sorte que chaque renfort (3; 3a, 3b) puisse supporter une charge de traction comprise entre 1000 daN et 5000 daN.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une pièce métallique à peau raidie, caractérisé en ce qu'il consiste à suivre les étapes suivantes: - une pièce modèle est d'abord prédéfinie (étape\n<CLM>\1\tpar une 15 répartition topologiquement optimisée entre au moins une peau (10) et des raidisseurs (2), cette répartition formant des transitions fonctionnalisées (3; 3a, 3b; 31; 31a, 31b; 32; 32a, 32b) entre des portions continues d'un volume donné de peau (10) et des raidisseurs (2) par élimination des transitions critiques constituant des zones de fragilité (étape 200); 20 - puis la pièce modèle est réalisée en couches successives par un pilotage numérique d'une technique d'impression 3D asservi à la prédéfinition de pièce modèle (étape 300); - un moule résistant aux températures de fusion d'un alliage métallique donné est ensuite mis en forme sur la pièce modèle, et un chauffage 25 adapté à l'élimination de la pièce modèle fait sortir dudit moule le matériau constitutif de la pièce modèle (étape 400); - l'alliage métallique en fusion est versé dans le moule (étape 500), puis ledit alliage est solidifié par un abaissement de température homogène au moins au niveau desdites transitions (étape 600); et 30 - le moule est détruit (700) et la pièce métallique est récupérée.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel l'optimisation topologique de la pièce modèle intègre une minimisation des 14 dimensions de volume de peau (10), de section des transitions géométriques fonctionnalisées (3; 3a, 3b; 31; 31a, 31b; 32; 32a, 32b).\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel la technique d'impression 3D est choisie entre la stéréo- 5 lithographie à faible température de fusion, le frittage laser et la modélisation par dépôt en fusion dite FDM (étape 300).\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la pièce modèle est en matériau choisi entre cire, matériau plastique et résine (étape 300). 10\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le moule est en matériau choisi entre un matériau en céramique, en argile et en terre cuite (étape 400).\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel les portions continues comportent une ou deux 15 peau(x) couplée(s) aux renforts par les transitions géométriques fonctionnalisées (3; 3a, 3b; 31; 31a, 31b; 32; 32a, 32b).