INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ca: 0,0001 à 0,01 % Le calcium est un élément indispensable pour augmenter l'usinabilité et contrôler ou optimiser la forme des sulfures. Lorsque Ca est présent dans l'acier en étant contenu dans des inclusions d'oxydes, il augmente l'usinabilité et diminue l'abrasion des outils en alliages durs en particulier lors d'un usinage rapide. Par ailleurs, du fait que le calcium possède une grande affinité envers le soufre S et l'oxygène 0, il est un élément important en tant que facteur de contrôle ou de régulation pour la forme des sulfures du type MnS. Même lorsque la teneur en Ca est extrêmement faible, il a un effet régulateur sur le contrôle ou l'ajustement de la taille ou la forme des sulfures de type MnS, mais lorsque sa teneur est inférieure à 0,0001%, son influence sur l'amélioration de l'usinabilité devient trop faible. Par ailleurs, lorsque sa teneur dépasse 0,01%, on obtient bien les effets précités mais sans augmentation notable. Seul le coût de l'acier est considérablement augmenté. La teneur en Ca est donc comprise entre 0,0001 et 0,01%. De préférence, la teneur en Ca est comprise entre 0,0001 et 0,0048%.
N: 0,001 à 0,02%
L'azote forme des composé azotés qui réduisent la taille des cristaux ; il possède un effet augmentant la ténacité et la résistance à la fatigue. Pour obtenir de façon certaine les effets précités des composés azotés, la teneur en N doit être d'au moins 0,001%. Néanmoins, lorsque la teneur dépasse 0,02%, les composés azotés deviennent grossiers, ce qui engendre une diminution de la ténacité. La teneur en N est donc comprise entre 0,001 et 0,02%. De préférence, la teneur en N est comprise entre 0,002 et 0,02%.
Al : 0,1 % ou moins L'aluminium est un élément qui un effet désoxydant sur l'acier mais, dans la présente invention, la désoxydation peut être obtenue du fait de la teneur en Si et Mn déjà citées. De ce fait il n'est pas nécessaire d'effectuer un traitement de désoxydation à l'aluminium. On peut donc ne pas ajouter d'aluminium. Si l'on ajoute activement de l'aluminium, l'effet désoxydant est augmenté, et en même temps des composés Al azotés sont formés, réduisant ainsi la taille des cristaux austénitiques et améliorant la ténacité.
On obtient, de manière certaine, une amélioration de la ténacité avec une teneur en Al d'au moins 0,010%. Ainsi, lorsqu'on veut obtenir une amélioration de l'effet désoxydant et de la ténacité, on peut ajouter au moins 0,010% d'Al. Lorsque la teneur en Al dépasse 0,1%, on obtient une saturation de l'effet désoxydant, et les composés azotés formés deviennent grossiers, ce qui conduit à la baisse de la ténacité. La teneur en Al est donc de 0,1% ou moins.
Par ailleurs, sans tenir compte de l'ajout d'Al en tant qu'agent désoxydant, lorsque la teneur en Al est comprise entre 0,0003 et 0,005%, il est possible d'augmenter la durée de vie des outils en particulier dans des conditions d'usinage rapide, car les inclusions d'oxydes sont alors amollies.
Il est donc possible, lorsqu'on veut allonger la durée de vie d'un outil dans des conditions d'usinage rapide, d'avoir une teneur en Al comprise entre 0,0003 et 0,005%. Le contrôle de si faibles teneurs en Al est mis en #uvre en ajustant la quantité d'Al ajoutée après avoir considéré la quantité d'Al contenue dans les ferro-alliages FeSi et CaSi, ou aussi en ajustant la teneur en A1203 contenu dans les laitiers ou en limitant la teneur en A1203 dans les réfractaires, après avoir tenu compte de la réaction entre le bain d'acier et Al2O3 contenu dans les laitiers et les réfractaires.
Les aciers (I) et (II) précédents sont des aciers utilisables pour la fabrication de structures de machines qui contiennent les compositions chimiques précitées, la portion restante étant du fer Fe et des impuretés.
De plus, pour améliorer la résistance à la traction, la ténacité et autres propriétés mécaniques, on peut, comme déjà expliqué, remplacer une partie de ce fer par au moins un élément choisi dans la liste suivante : Ti :0,1% ou moins, Cr : 2,5% ou moins, V : 0,5% ou moins, Mo : ou moins, Nb : 0,1% ou moins, Cu : ou moins et Ni : ou moins. De manière générale, il est connu que lorsque la résistance à la traction augmente, l'usinabilité diminue. Cependant, chacun des éléments précités de Ti à Ni n'empêche pas l'amélioration de l'usinabilité réalisée par contrôle de la forme des sulfures de type MnS précités, lorsque leur teneur reste dans des gammes adaptées et présente un effet augmentant la résistance à la traction de l'acier. Les teneurs des éléments de Ti à Ni sont dans les gammes qui suivent ; chaque élément peut être utilisé seul, ou par mélange de deux ou plus, dans la limite de ces gammes.
Ti : 0,1 % ou moins Le titane forme des composés carbonés, des composés azotés et des composés carboazotés qui réduisent ou affinent la taille des cristaux. Il améliore donc la résistance à la traction et la ténacité de l'acier. Pour obtenir de manière certaine ces effets, la teneur en Ti est de préférence d'au moins 0,005%. Lorsque la teneur en Ti dépasse 0,1%, on a une saturation des effets précités et la dispersion de composés durs tels que TiN augmente, ce qui réduit l'usinabilité. Lorsque l'on ajoute du titane, sa teneur est donc de préférence inférieure ou égale à 0,1%.
Cr : 2,5% ou moins Le chrome est un élément utile pour augmenter la résistance à la traction de l'acier. Pour obtenir cet effet de manière certaine, la teneur en chrome est de préférence d'au moins 0,03%. Lorsque la teneur en chrome dépasse 2,5% la diminution de l'usinabilité est remarquable. Lorsque l'on ajoute du chrome, sa teneur est donc de préférence inférieure ou égale à 2,5%.
V : 0,5% ou moins De même que le titane, le vanadium forme des composés carbonés, des composés azotés et des composés carboazotés qui réduisent ou affinent
la taille des cristaux. Il améliore donc à la fois la résistance à la traction et la ténacité de l'acier. Pour obtenir ces effets de manière certaine, la teneur en vanadium est de préférence d'au moins 0,05%. Lorsque la teneur en vanadium dépasse 0,5%, il y a saturation des effets précités et l'usinabilité diminue nettement. Lorsque l'on ajoute du vanadium, sa teneur est de préférence inférieure ou égale à 0,5%.
Mo : 1,0% ou moins Le molybdène est un élément qui augmente la résistance à la traction de l'acier. Pour obtenir cet effet de manière certaine, la teneur en molybdène est de préférence d'au moins 0,05%. Lorsque la teneur en molybdène dépasse 1,0%, la microstructure obtenue après formage à chaud est anormalement grossière, entraînant une diminution de la ténacité.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de réalisation de trous, notamment de micro-perforations, dans un matériau composite, constitué de fibres minérales ou organiques noyées dans une matrice résineuse, caractérisé en ce qu'il consiste : - en une étape préalable, à effectuer des tests sur un échantillon du matériau composite à perforer, à l'aide d'un faisceau laser dirigé sensiblement perpendiculairement à la surface dudit échantillon, lesdits tests consistant à régler la durée d'illumination en un endroit déterminé de l'échantillon, ainsi que
la focalisation et la puissance dudit faisceau laser, en sorte de confiner la température dans la masse du matériau composite dans une plage de températures à la fois supérieures à la température de décomposition thermique de la résine matricielle et inférieures à la température d'altération des propriétés physiques des fibres, de façon à réaliser l'élimination de la résine sans porter atteinte à l'intégrité physique des fibres, puis, - à reproduire sur le matériau à traiter, en chaque emplacement de trou ou perforation à réaliser, les conditions de fonctionnement du laser en sorte de constituer dans ledit matériau, audit emplacement, un trou ou passage traversant, consécutif au seul brûlage local de la résine de la matrice du matériau composite.
De préférence, l'étape de reproduction sur le matériau à traiter desdites conditions de fonctionnement du laser est effectuée automatiquement par programmation, d'une part, des paramètres de pilotage du fonctionnement du laser et, d'autre part, du pilotage du déplacement du faisceau laser en regard des divers emplacements de perforation.
Le matériau composite à traiter est constitué par exemple d'une peau formée d'un pli ou plusieurs plis empilés, d'un tissu de fibres pré-imprégnées.
Une telle peau peut constituer avantageusement la couche d'amortissement acoustique d'un panneau d'atténuation acoustique de type à structure sandwich comprenant une âme alvéolaire flanquée, du côté opposé à ladite couche d'amortissement, d'un réflecteur arrière.
Il est facile de perforer, conformément à l'invention, dans une telle couche d'amortissement, le nombre de micro-perforations, dont dépend le taux de surface ouverte, désiré pour une adaptation aux gammes de fréquences sonores à amortir, c'est-à-dire fonction du moteur dans le cas de panneaux pour nacelles. Une telle couche d'amortissement acoustique remplit à la fois une fonction dissipatrice par ses micro-perforations et une fonction structurale par les fibres qui de surcroît sont intactes et assurent le passage des efforts.
La couche résistive du panneau ainsi constituée présente un rapport faible poids-résistance à l'effort véritablement optimal, très inférieur à celui
des couches résistives à propriété dissipatrice équivalente connues constituées d'un tissu métallique, d'une feuille métallique perforée, ou de deux couches, l'une structurale et l'autre poreuse et dissipatrice, superposées.
L'invention a également pour objet un dispositif de mise en #uvre du procédé ci-dessus et plus particulièrement de mise en #uvre de la phase industrielle, c'est-à-dire la reproduction sur le matériau composite à traiter, aux endroits désirés, des conditions de fonctionnement du laser déterminées dans la phase préalable de tests.
Un tel dispositif utilise un laser de caractéristiques appropriées et est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pilotage de la puissance et de la focalisation du laser, des moyens de pilotage du déplacement relatif entre la tête du laser et le matériau à traiter, constitué d'au moins une nappe tissée, dans au moins deux directions orthogonales parallèles au plan de ladite nappe et des moyens informatiques de commande desdits moyens de pilotage suivant un programme préétabli.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de mise en #uvre du procédé défini plus haut, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un matériau composite classique non usiné ; - la figure 2 représente le matériau de la figure 1 après usinage conformément au procédé de l'invention, et - la figure 3 est un schéma représentant un dispositif apte à effectuer l'usinage illustré par la figure 2.
La figure 1 représente un bloc de matériau composite formé à partir d'un empilage de tissus constitués de fibres pré-imprégnées d'une résine appropriée.
Par fibres, on entend un ensemble, de section carrée, ronde ou rectangulaire, de fils, de bandes de fils, de mèches, de tresses ou de brins de fils, de différente nature, par exemple du carbone, du verre, du nylon ou du
"Kevlar", pourvu que les fibres se calcinent à une température supérieure à la température de fusion de la résine.
La résine d'imprégnation des fibres est de préférence une résine thermoplastique mais le procédé de l'invention peut éventuellement être appliqué à des matériaux composites à résine thermodurcissable.
Le matériau composite de la figure 1 est représenté en coupe après polymérisation ou consolidation de la résine d'imprégnation et comprend un empilage de tissus formés de fibres de chaîne 1 et de fibres de trame 2, noyées dans une matrice résineuse 3.
On note z la direction suivant laquelle se propage le rayonnement. La face d'entrée du détecteur est disposée suivant une direction x qui est perpendiculaire à la direction z.
On précise qu'un collimateur de rayonnement 8 est disposé entre la source 4 et l'objet 6 et prévu pour que le faisceau du rayonnement 3, qui atteint l'objet 6 puis le détecteur, soit sensiblement plan et parallèle au plan xz.
La largeur du détecteur est comptée suivant la direction x. Cette largeur peut être très grande.
Elle peut dépasser 1 mètre.
Le détecteur 2 a une grande profondeur qui est comptée suivant la direction z. Cette profondeur est supérieure au dixième du libre parcours moyen du rayonnement dans le matériau que comporte le détecteur et qui est destiné à convertir l'image transportée par le rayonnement ionisant, afin d'assurer un haut pouvoir d'arrêt vis-à-vis de ce rayonnement.
Ce matériau, dont il sera question de façon plus détaillée par la suite, peut être choisi de façon à avoir un pouvoir d'arrêt supérieur à 50%.
Comme on le verra mieux par la suite, on forme un très grand nombre de pixels de détection qui sont alignés selon la direction x (direction de la largeur du détecteur).
La distance entre deux pixels adjacents peut être très petite, par exemple égale à 100 um, ce qui assure la résolution spatiale de l'image radiographique selon la direction x.
Le détecteur 2 est un détecteur linéaire.
Il peut être muni d'une fonction de balayage en vue de réaliser une fonction scanner permettant d'obtenir in fine une image bidimensionnelle (comme un film radiologique). Pour obtenir ce balayage, on peut par exemple monter la barrette disposée horizontalement sur un vérin qui la déplace verticalement.
L'épaisseur du matériau permettant la conversion du rayonnement ionisant incident (matériau sur lequel on reviendra par la suite) est susceptible d'être très faible. Cette épaisseur est comptée suivant une direction y qui est perpendiculaire aux directions
x et z. Cette direction y est appelée direction de balayage .
La faiblesse de l'épaisseur du matériau de conversion garantit la résolution spatiale de l'image radiographique suivant la direction y qui est parallèle au balayage. Les pixels très rapprochés assurent la résolution selon la direction x.
De plus, la faiblesse de cette épaisseur réduit la sensibilité du détecteur aux rayonnements parasites dont le vecteur impulsion ne passe plus par la source 4 par suite de la diffusion du rayonnement dans les divers milieux rencontrés ou traversés.
La figure 2 est une vue en perspective schématique du détecteur 2.
Dans l'exemple de la figure 2, ce détecteur est destiné à la détection de rayons X. Il comprend une lame sensiblement parallélépipédique faite d'un matériau destiné à convertir le rayonnement X incident en électrons. Ce matériau est résistif, de résistivité environ égale à 107 Q. cm ou supérieure à cette valeur.
A la suite de l'opération d'étanchéité telle que décrite ci-dessus, ou simultanément, dans le cas de l'utilisation d'un fluide incompressible comme illustré sur la figure 5, ce fluide est introduit dans le volume V, puis mis sous pression à une valeur déterminée pour obtenir, par fluage, la déformation de la partie de paroi 4 du tube 1 que se trouve dans l'espace E délimité entre les deux mâchoires 33,34.
Quand l'onde 20 a pris la forme souhaitée, la montée en pression du fluide dans la chambre 31 est arrêtée, mais la pression est maintenue à une valeur suffisante pour garder la forme de la section intérieure du tube 1 quand sera comme explicité ci-après effectuée la déformation de l'onde 20.
Par une commande adaptée, notamment des vérins 52, la mâchoire 34 est déplacée de façon à effectuer une déformation plastique permanente de l'onde 20 qui s'est formée dans l'espace E, par exemple par réduction de l'angle ss non nul que forment initialement les deux mâchoires pour obtenir un rapprochement par pivotement des deux flancs 22,23 de l'onde, en notant que, si cela est nécessaire pour la courbure finale, le tube 1 peut être pivoté autour de son axe 5 en même temps que les deux mâchoires sont rapprochées l'une de l'autre, ce qui est un avantage très important pour obtenir une courbure en 3D, résultat qu'il est impossible d'obtenir avec les procédés et dispositifs de l'art antérieur.
Lors de cette déformation, le tronçon 3 subit une rotation par rapport au tronçon 2, ce qui permet d'obtenir une courbure du tube 1.
Il est à remarquer que, lors de la courbure du tube, la configuration de la chambre 31 et la présence de la bielle 38 reliant les deux pistons 36,37 permettent aux deux pistons de pivoter l'un par rapport à l'autre. Dans le mode de réalisation illustré, c'est le piston 37 qui pivote par rapport au piston 36.
Lorsque cette première courbure a été obtenue, il est possible d'en réaliser à sa suite une deuxième. Pour ce faire, grâce aux moyens 62 par référence à la figure 5, le tube 1 est translaté vers la droite sur les deux pistons 36,37 jusqu'à l'endroit où doit être effectuée la deuxième courbure. Cette nouvelle courbure sera obtenue de la même façon que la précédente.
Il est bien évident que l'ensemble des paramètres pour obtenir une courbure d'un angle a sur un tube d'une structure donnée, par exemple la position relative des deux mâchoires (notamment la distance entre elles et la valeur de l'angle ss), la valeur de la pression appliquée sur le fluide incompressible dans le volume V et la durée d'application de cette pression, sera défini par exemple expérimentalement et mémorisé dans des abaques graphiques, numériques, etc..
Le procédé et le dispositif selon l'invention trouvent des applications particulièrement avantageuses dans la réalisation de tubulures pour la conduite de fluides notamment dans le domaine des véhicules automobiles ou analogues dans lesquels, à cause de la recherche permanente de la réduction de l'encombrement, il est nécessaire de réaliser des tubulures ayant de nombreux coudes de toutes formes, ainsi que souvent des soufflets d'amortissement des vibrations produites par les moteurs.
En particulier, la technique de l'hydroformage comme celle mise en oeuvre avec la réalisation selon la figure 5 présente l'avantage de permettre la réalisation, aussi bien des courbures de toutes formes que des soufflets.
La figure 6 représente à titre d'exemple illustratif la forme d'un tube T qui peut être obtenue avec le procédé et un dispositif selon l'invention.
Le tube T comporte quatre zones A, B, C et D.
La zone A comporte une première courbure obtenue au moyen de deux ondes déformées au moins partiellement pour obtenir une courbure d'angle a obtenue par la somme de deux courbures successives de valeurs a'et a".
La zone B est une zone rectiligne qui comporte deux ondes constituant un soufflet d'absorption de vibrations bien connu de l'art antérieur et n'entrant pas dans le cadre de la présente invention.
La zone C comporte une deuxième courbure obtenue au moyen de deux ondes déformées jusqu'à être totalement aplaties, pour obtenir une courbure d'angle < ]) obtenue par la somme de deux courbures successives de valeurs $'et $".
La zone D comporte une troisième courbure obtenue au moyen d'une seule onde déformée au moins partiellement et en plus autobloquante pour obtenir en une seule fois une courbure d'angle y.
Enfin, il apparaît à l'évidence que le dispositif selon l'invention peut facilement être automatisé en étant commandé par un automate programmable du même type que ceux que l'on trouve sur les machines-outils à commande numérique, ce qui permet de réduire le coût de fabrication de ce genre de tubulures.
Au cours de ce mouvement alternatif, les extrémités des aiguilles 5 traversent la nappe 6 de part en part et entraînent les fibres qui se trouvent ainsi entremêlées et en saillie par rapport au plan de la nappe 6. Le débourreur 7 a pour fonction de permettre le passage des aiguilles 5 tout en empêchant l'arrachement des fibres de la nappe lors de la remontée des aiguilles.
Pour permettre l'entremêlement des fibres de la nappe 6, les extrémités des aiguilles 5 peuvent comprendre des barbes comme représenté sur la figure 1, ou des fourches.
On obtient de cette manière une moquette formée d'une nappe sur laquelle certaines fibres sont saillantes, c'est-à-dire que leurs extrémités sont dressées par rapport au plan de la nappe.
Pour obtenir une moquette présentant un aspect rayé, les fibres saillantes doivent former des bandes sensiblement parallèles entre elles sur une surface de la nappe.
A cet effet, les aiguilles 5 sont disposées sur les planches 3,4 en groupes d'aiguilles. Ces groupes d'aiguilles forment chacun une bande suivant la direction parallèle à la direction de défilement de la nappe, chaque groupe s'étendant sensiblement parallèlement à la direction de défilement de la nappe.
La largeur d'un groupe d'aiguilles est prévue pour être sensiblement égale à la largeur de la bande de fibres saillantes à former sur la nappe.
En outre, et suivant la direction perpendiculaire à la direction de défilement de la nappe 6, la distance entre deux groupes d'aiguilles adjacents est prévue pour
être égale à la distance que l'on souhaite obtenir entre les deux bandes adjacentes de fibres saillantes formées par ces groupes.
La figure 2 représente, selon un mode de réalisation particulier, une planche 3, 4 sur laquelle chaque groupe d'aiguilles comprend une seule rangée 10 d'aiguilles 5 alignées selon la direction 8 de défilement de la nappe 6.
Selon un autre mode de réalisation, non représenté, un groupe d'aiguilles peut comprendre plusieurs rangées 10 d'aiguilles parallèles entre elles, le nombre de rangées étant fonction de la largeur de la bande à former.
Un groupe d'aiguilles peut également être formé d'aiguilles 5 disposées de façon non alignée, à condition que la largeur de ce groupe et la distance (a) le séparant d'un groupe adjacent soient respectivement sensiblement égales à la largeur de la bande correspondante à former, et à la distance la séparant de la bande adjacente.
Ainsi, l'utilisation de planches d'aiguilles spécifiques permet d'obtenir, sur la surface de la nappe, des bandes de fibres saillantes parallèlement à la direction de défilement de la nappe. Il est par conséquent possible, lors de la mise en oeuvre du procédé, de faire défiler la nappe avec une vitesse élevée, typiquement de l'ordre de 15 mètres par minute.
La figure 3 représente une moquette 11 obtenue par la mise en oeuvre d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention.
Ce mode de réalisation conduit à des moquettes dont les bandes de fibres saillantes 12 s'étendent de façon rectiligne et continue, parallèlement à la direction de défilement 8 de la nappe.
A cet effet, lors de la réalisation de la moquette, la position relative de la nappe 6 et des planches 3,4 est fixée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, on peut également superposer des nappes de fibres de couleurs différentes de sorte à former des motifs colorés sur la moquette.
On peut aussi utiliser des solutions ou dispersions de ces polymères notamment dans l'eau ou en milieu hydroalcoolique. A titre d'exemple, de tels polymères on peut citer, le Rhéolate 255, le Rhéolate 278 et le Rhéolate 244 vendus par la
société RHEOX. On peut aussi utiliser le produit DW 1206F et le DW 1206J proposés par la société ROHM & HAAS.
Les polymères épaississants à chaîne grasse de type cationique utilisés dans la présente invention peuvent être choisis parmi les dérivés de cellulose quaternisée.
Les dérivés de cellulose quaternisée sont, en particulier, - les celluloses quaternisées modifiées par des groupements comportant au moins une chaîne grasse, tels que les groupes alkyle, arylalkyl, alkylaryl comportant au moins 8 atomes de carbone, ou des mélanges de ceux-ci, - tes hydroxyéthytcettutoses quaternisées modifiées par des groupements comportant au moins une chaîne grasse, tels que les groupes alkyle, arylalkyle, alkylaryle comportant au moins 8 atomes de carbone, ou des mélanges de ceux-ci.
On peut indiquer comme exemples d'alkylhydroxyéthyl-celluloses quaternisées à chaînes grasses en Cs-Cso, les produits QUATRISOFT LM 200, QUATRISOFT LM-X 529-18-A, QUATRISOFT LM-X 529-18B (alkyle en dz) et QUATRISOFT LM-X 529-8 (alkyle en Cis) commercialisés par la société AMERCHOL et les produits CRODACEL QM, CRODACEL QL (alkyle en C12) et CRODACEL QS (alkyle en C18) commercialisés par la société CRODA.