INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Il s’agit d’un procédé de réalisation d’une pièce en matériau composite à base de fibres imprégnées d’un mélange à base de résine. Un tel procédé est par exemple utilisé pour fabriquer une pièce composite aéronautique, telle qu’une pièce aubagée de turbomachine, par exemple une aube de soufflante ou un aubage de redresseur. Les fibres utilisées peuvent être des fibres de carbone et/ou de verre et/ou de kevlar, et/ou tout autre matériau.
Un procédé RTM comporte plusieurs étapes successives.
On commence par réaliser le tissage de fibres pour obtenir une ébauche de préforme en trois dimensions, puis on découpe l’ébauche pour obtenir une préforme présentant sensiblement la forme de la pièce aubagée à obtenir. Cette préforme est alors disposée dans un moule, qui est refermé. Puis on injecte un mélange à base de résine à l'état liquide en maintenant une pression sur le mélange injecté pendant que l’on effectue la polymérisation de la pièce par chauffage.
La pièce obtenue est démoulée et d’éventuelles étapes d’usinage et/ou des opérations de collage peuvent être réalisées.
La ligne d’injection actuelle se compose :
- d’un cylindre d’injection où le mélange à base de résine est chauffé à une température entre 80°C et 120°C, après une phase de dégazage sous vide ;
- d’un réchauffeur dans lequel un durcisseur à l’état solide dans le mélange à base de résine est dissous et le mélange atteint la température optimale d’injection (entre 155°C et 170°C pour une résine de type PR520N), c’est-à-dire la température pour laquelle la viscosité est minimale (<100 cP) ;
- un moule sous presse, lorsque le mélange à base de résine a rempli la cavité et la préforme fibreuse disposée dans le moule est complétement imprégnée, l’ensemble est chauffé à la température de cuisson (entre 170°C et 200°C pour une résine de type PR520N) ;
- un système pour effectuer le vide de manière à éviter que de l’air puisse rester à l’intérieur de la cavité du moule et former des porosités et/ou des zones sèches. Le vide est également une aide pour l’infusion de la résine au sein des fibres constituant le renfort.
Avant l’étape d’injection, le mélange à base de résine est de façon connue préchauffé pour le rendre liquide. Le chauffage du mélange avant son injection dans le moule est très importante. Il est en effet important que l’un des composants du mélange, un durcisseur, se soit complètement dissout dans le mélange avant son contact avec la préforme car ce composant risquerait d’être filtré dans la préforme, et les propriétés mécaniques de la résine lors de la cuisson ne seraient pas respectées.
Les pointeaux comprennent plus généralement une tige 501 présentant à une extrémité une pointe de contact 500, et une seconde extrémité opposée à la première extrémité un embout fileté complémentaire des inserts de couplage 4 taraudés.
Les pointeaux peuvent ainsi être aisément vissés et dévissés sur les inserts de couplage 4.
Selon la configuration illustrée par les figures 1, 2 et 4, les pointeaux hauts 51 et les pointeaux bas 53 comprennent une simple tige 501.
Selon la configuration illustrée par les figures 5 et 6, les pointeaux hauts 51 et les pointeaux bas 53 présentent une tige différente en ce qu’elle permet l’association de ressorts 502 sur la tige 501.
En référence à la configuration illustré par les figures 1, 2 et 4, dans l’ensemble pour mât métallique, uniquement trois pointeaux sont utilisés. Tel qu’évoqué précédemment, on retrouve deux pointeaux hauts 51 et un seul pointeau bas 53.
Les pointes de contact 500 de ces pointeaux hauts 51 et du pointeau bas 53, définissent un plan de contact avec un mât parallélépipédique métallique.
Ce plan de contact est parallèle à la plaque de fond 20, les pointeaux présentant une longueur identique.
Le bloc aimant 7 présente quant à lui une face externe 70, destinée à être positionnée en regard du mât métallique, qui est espacée du plan de contact en direction du corps 2.
Le bloc aimant 7 est conçu pour produire une force d’attraction du bloc aimant 7 vers une surface métallique compatible positionnée en vis-à-vis de sa face externe 70, et plus particulièrement positionnée en regard de sa face externe selon un axe perpendiculaire à la plaque de fond 20 du dispositif.
De cette manière, des irrégularités de surface sur le mât métallique, par exemple la tête d’une vis, ne perturbe pas la fixation magnétique permise par le bloc aimant 7 si ce dernier venait à être positionné au-dessus de ces irrégularités.
Tel que représenté sur la , le bloc aimant 7 est couplé sur la plaque de fond 20 à l’aide de vis de couplage 71 vissées au travers du bloc aimant 7 et de la plaque de fond 20 dans les inserts centraux 42.
Selon la configuration illustrée par les figures 5 et 6, l’ensemble pour mât arrondi comprend, tel qu’évoqué précédemment, un attelage 60 qui est destiné à être monté fixement sur les pointeaux hauts 51 et les pointeaux bas 53, et au moins un cerclage 61 destiné à être monté sur l’attelage 60 et entourer le mât 10.
Cet attelage 60 comprend plus spécifiquement des moyens de répartition d’un effort de serrage de la plaque de fond 20 vers un mât arrondi par le cerclage. Ces moyens de répartition sont destinés à éviter une déformation de la plaque de fond 20.
En effet, les moyens de répartition comprennent : - une plaque de transfert 600 de l’effort de serrage qui est montée mobile en translation sur les pointeaux hauts 51 et les pointeaux bas 53 ; - les ressorts 502 associés à chaque pointeau haut 51 et à chaque pointeau bas 53.
Plus précisément, la plaque de transfert 600 présente des pattes 601 percées et traversées par les tiges 501 des pointeaux hauts 51 et des pointeaux bas 53.
Les ressorts 502 ainsi sont positionnés entre l’une des pattes 601 de la plaque de transfert 600 et l’une des pointes de contact 500 des pointeaux.
La pointe de contact 500 forme un épaulement par rapport à la tige 501 pour former un appui pour le ressort 502.
Les ressorts 502 ont pour fonction d’exercer un effort de rappel de la plaque de transfert 600 vers la plaque de fond 20
La plaque de transfert 600 comprend une partie centrale 602 encadrée de deux fentes qui permettent l’insertion du cerclage 61 et son assemblage à la plaque de transfert 600.
Lors du serrage du cerclage 61, la plaque de transfert 600 est alors tractée en direction du mât 10 tel que cela est illustré par la et les ressorts 601 sont alors comprimés le long des pointeaux en direction des pointes de contact 500.
Le boitier 2 est alors fixé sur le mât 10.
En référence à la , et selon une caractéristique du dispositif 1 selon l’invention, ce dispositif comprend une carte électronique principale 81 plane qui est disposée dans le corps 2 parallèlement à la paroi de fond 20 du corps 2.
L’accéléromètre 3 est quant à lui dissocié de la carte électronique principale 81. Cet accéléromètre 3 est plus précisément couplé et porté par une carte électronique additionnelle 82 qui est distincte de la carte électronique principale 81.
Cette dissociation de l’accéléromètre 3 de la carte électronique principale 81 permet de réduire l’épaisseur du corps 2.
En effet, la carte électronique principale 81 peut provoquer un encombrement important dans le plan dans laquelle elle s’étend.
Par exemple la carte électronique principale 81 peut porter, entre autres, un circuit d’alimentation et un circuit de transfert de données sans-fils.
En dissociant l’accéléromètre 3 de cette carte électronique principale 81, il est alors possible de diminuer l’encombrement du boitier 2 du fait que l’accéléromètre 3 nécessite d’être positionné selon un angle particulier par rapport à la plaque de fond 20 dans le corps 2.
L’accéléromètre 3 présente une inclinaison à 45° par rapport à la plaque de fond 20.
Plus spécifiquement, en référence à la , l’accéléromètre 3 présente des axes de mesure dont un premier axe 31 et un deuxième axe 32 orthogonaux entre eux.
Selon le présent mode de réalisation, l’accéléromètre présente également un troisième axe 33 qui est orthogonal au premier 31 et au deuxième axe 32.
L’accéléromètre 3 est susceptible de mesurer des accélérations linéaires selon les axes de mesure. Le premier axe 31, le deuxième axe 32, et le troisième axe 33 se croisent le long d’une seconde droite 22.
La seconde droite 22 est destinée à être parallèle à la paroi du fond 20 du corps 2. Plus spécifiquement, la seconde droite est destinée à être parallèle à l’axe du mât sur lequel le dispositif 1 de mesure est destiné à être fixé.
Toujours dans ce cas, on pourra également et de préférence, pour des raisons d’optimisation du procédé, réaliser le dépôt dans une enceinte sous atmosphère contrôlée et dont la pression de travail est comprise entre 1 x10 -6 bar et 4x10 -6 bar, préférentiellement entre 2,0 x10 - 6 bar et 2,6 x10 -6 bar.
Pour que la protection du substrat soit suffisante en cas d’incidents de fonctionnement ou de variations locales de paramètres de fonctionnement, notamment en cas de surpotentiels liés à des régimes transitoires ou accidentels de fonctionnement du système électrochimique, le matériau déposé sur le substrat forme une couche dite couche mince, présentant une épaisseur supérieure ou égale à 20 nm, de préférence comprise entre 20 nm et 500 nm, plus préférentiellement entre 50 nm et 250 nm, encore plus préférentiellement entre 80 nm et 150 nm, et de manière davantage préférée entre 80 nm et 120 nm.
Dans un mode de réalisation particulier adapté au domaine des piles à combustible, le substrat comprend un acier inoxydable, du titane, un alliage de titane, ou un alliage à base de nickel, de chrome et de fer, qui est de préférence un Inconel®.
De préférence, le substrat est une plaque d’épaisseur comprise entre 10 µm et 1000 µm.
Dans un premier mode de réalisation, le flux d’ions (de l’assistance ionique) est généré par une cathode magnétron, par exemple lorsque le procédé consiste en une pulvérisation cathodique à magnéton déséquilibré.
Dans un second mode de réalisation, le flux d’ions est généré par un système complémentaire à la cathode magnétron, de préférence par plasma micro-ondes.
Dans un but de productivité et de rationalisation des équipements, et de manière optionnelle, le substrat défile au sein d’une installation devant un poste de pulvérisation cathodique magnétron puis devant un poste de génération du plasma, de préférence de manière cyclique.
Afin d’améliorer l’adhérence du matériau à base de carbone déposé sur le substrat, et de protéger le substrat d’une éventuelle oxydation, le procédé peut comprendre une étape préalable de dépôt sur le substrat d’une sous-couche métallique destinée à se trouver entre le substrat et le matériau à base de carbone, au contact dudit substrat, le matériau de la sous-couche métallique étant choisi parmi un ou plusieurs des matériaux suivants : chrome, titane, zirconium, tantale, ou leurs alliages ainsi que leurs nitrures et carbures, et de préférence le titane ou le tantale, ou leurs alliages (alliages comprenant du titane et/ou du tantale) ainsi que leurs nitrures et carbures.
Afin d’avoir un compromis favorable entre la durée de dépôt de la sous-couche métallique et l’amélioration de l’adhérence qu’elle confère, son épaisseur est comprise entre 5 nm et 100 nm, de préférence entre 20 nm et 40 nm.
Afin d’améliorer l’adhérence du matériau à base de carbone déposé sur le substrat, et d’améliorer la résistance à la corrosion, le procédé peut comprendre une étape préalable de dépôt sur le substrat d’une sous-couche à base de carbone destinée à se trouver entre le substrat et le matériau à base de carbone décrit précédemment, ladite sous-couche étant au contact dudit matériau à base de carbone.
La sous-couche à base de carbone est de préférence constituée du même matériau que la couche sus-jacente de matériau à base de carbone. Le choix du carbone comme matériau de la sous-couche permet de n’utiliser qu’une seule cible de pulvérisation au sein du magnétron, ce qui permet donc de simplifier la mise en œuvre du procédé.
Pour réaliser le dépôt de la sous-couche à base de carbone, on ajuste le rapport entre le flux d’ions dirigé vers le substrat et le flux d’atomes neutres de carbone dirigé vers le substrat à une valeur inférieure à 1, et de préférence inférieure à 0,5, le flux d’ions étant non nul. La tension de polarisation appliquée au substrat est comprise entre -35 V et -100 V, de préférence -50 V et -75 V.
Afin d’avoir un compromis favorable entre la durée de dépôt de la sous-couche à base de carbone et l’amélioration de l’adhérence qu’elle confère, son épaisseur est comprise entre 2 nm et 40 nm, de préférence entre 10 nm et 30 nm.
La mise en œuvre du procédé selon les caractéristiques précitées et comprenant une étape d’un matériau à base de carbone depuis une cible sur un substrat métallique par pulvérisation cathodique magnétron permet donc la fonctionnalisation d’une plaque monopolaire ou bipolaire comprenant ledit substrat métallique recouvert d’une couche comprenant ledit matériau à base de carbone, par exemple en assurant une protection durable contre la corrosion d’une plaque bipolaire tout en maintenant au cours du temps un haut niveau de conduction électrique de surface.
L’invention concerne donc également un procédé de fabrication d’une plaque monopolaire ou bipolaire comprenant un substrat métallique recouvert d’une couche comprenant un matériau à base de carbone. Ce procédé comprend une étape de dépôt dudit matériau à base de carbone depuis une cible sur ledit substrat métallique, par pulvérisation cathodique magnétron, selon le procédé de dépôt décrit précédemment.
L’invention se rapporte en outre à une pièce susceptible d’être obtenue par un procédé de dépôt d’un matériau à base de carbone depuis une cible sur un substrat métallique, par pulvérisation cathodique en présence d’une assistance ionique, tel que décrit précédemment. Ladite pièce présente une surface externe comprenant ledit substrat métallique revêtue d’une couche du matériau à base de carbone. La couche de matériau à base de carbone comprend moins de 1 %at d’oxygène, calculé en nombre d’atomes d’oxygène par rapport au nombre d’atomes de carbone au sein de la couche de matériau à base de carbone.
Préférentiellement, le moyen de levage et/ou le moyen de réception comporte au moins une butée configurée pour se déployer afin de maintenir la charge sur le moyen de réception lorsque ledit moyen de réception n’est pas en position haute, et configurée pour s’escamoter lorsque le moyen de réception est en position haute.
La butée a pour but de maintenir la caisse en position sur la surface de réception, lors du passage de la position basse à la position haute du moyen de réception mobile. En particulier, en raison de l’inclinaison de la surface de réception lors du passage de la position basse à la position haute, la caisse pourrait être susceptible de glisser de la surface de réception avant même que le moyen de réception mobile soit arrivé en position haute. Afin d’éviter un tel glissement de la caisse, une butée peut être prévue pour bloquer la caisse sur la surface de réception lorsque celle-ci n’est pas en position haute.
Selon un autre aspect, il est également proposé une machine agricole, de préférence mobile, pour le chargement de caisses, de préférence de raisins, comprenant une plateforme de stockage de caisses, notamment surélevée, et un ou plusieurs dispositifs de soulèvement tels que décrits précédemment, par exemple 2, 3, 4 ou 5, et éventuellement un moyen de fixation à un engin agricole.
La machine agricole comporte ainsi la plateforme surélevée de stockage et le ou les dispositifs de soulèvement permettant le chargement des caisses sur ladite plateforme, lors de son déplacement dans les rangs de vignes. En particulier, la plateforme surélevée s’étendant au-dessus des rangs de vignes, la machine agricole peut comprendre plusieurs dispositifs de soulèvement disposés parallèlement entre eux, chaque dispositif de soulèvement étant destiné à venir se positionner au niveau d’un rang de vignes. Il est donc possible d’effectuer la récupération des caisses de raisins au fur et à mesure des vendanges, dans plusieurs rangs de vignes en même temps.
Préférentiellement, la hauteur, par rapport au sol, de la surface de réception, en position basse, est comprise entre 20cm et 100cm, et plus préférentiellement entre 40cm et 80cm.
Une telle hauteur de la surface de réception, en position basse, est particulièrement avantageuse lorsque la caisse est positionnée sur la surface de réception lors de son remplissage, et non uniquement une fois complètement remplie. En effet, une telle hauteur de la surface de réception permet alors un remplissage plus facile pour les personnes en charge des vendanges. En effet, la caisse positionnée sur la surface de réception est surélevée par rapport au sol, et évite ainsi aux personnes en charge des vendanges, de devoir se baisser pour la remplir de raisins. De plus, une telle hauteur de la surface de réception permet également de limiter la hauteur de chute des raisins lors du remplissage de la caisse directement avec les grappes ou depuis le contenant utilisé par les personnes en charge des vendanges : on limite ainsi les éventuels chocs et les éventuelles dégradations sur les grains de raisins, durant les vendanges, ce qui conduit à une meilleure qualité des raisins ainsi vendangés.
Préférentiellement, la machine agricole comprend également un ou plusieurs convoyeurs montés sur la plateforme, de préférence de chaque côté de la plateforme, et au moins un dispositif de soulèvement tel que décrit précédemment, par exemple 2 ou 3, monté sur le ou chaque convoyeur.
Afin d’augmenter le nombre de rangs de vignes dans lesquels les caisses peuvent être récupérées en même temps par la machine agricole, ladite machine agricole peut également comprendre un ou plusieurs convoyeurs, s’étendant perpendiculairement aux rangs des vignes, et le long desquels un ou plusieurs dispositifs de soulèvement peuvent être prévus. On augmente ainsi la largeur de la machine agricole, de manière à pouvoir l’utiliser simultanément dans un nombre plus grand de rangs de vignes.
Préférentiellement, la machine agricole comprend également un moyen de support, par exemple une ou plusieurs roues montées sur vérin, configuré pour permettre un maintien de la plateforme dans un plan sensiblement horizontal lors de ses déplacements.
Afin d’assurer la stabilité et l’inclinaison de la plateforme surélevée lors de ses déplacements au sein des rangs de vignes, la machine agricole peut également comporte une ou plusieurs roues destinées à rouler sur le sol et reliées à la plateforme surélevée via un moyen d’ajustement, tel un vérin. Par action sur le vérin, ou par ajustement passif de celui-ci, la machine agricole peut bénéficier d’un soutien mécanique supplémentaire efficace, en plus de celui fourni par l’engin agricole entraînant ladite machine agricole.
La représente une vue en perspective, de haut, d’un dispositif de soulèvement d’une charge selon la présente invention ;
La représente une vue en perspective, de bas, du dispositif de soulèvement d’une charge illustré à la ;
La représente une vue de côté, en position basse, du dispositif de soulèvement d’une charge illustré à la ;
La représente une vue de côté, en position haute, du dispositif de soulèvement d’une charge illustré à la , et
La représente une machine agricole avec des convoyeurs et plusieurs dispositifs de soulèvement d’une charge.
La représente, vue en perspective, un dispositif de soulèvement 1 d’une charge 2, selon la présente invention. La charge 2 peut être par exemple une caisse destinée à être remplie de raisins lors de vendanges, et à être placée dans un rang de vignes lors de son remplissage jusqu’à son chargement sur une plateforme surélevée 4 (voir ) se déplaçant au-dessus des rangs de vignes, par un dispositif de soulèvement 1 selon la présente invention.
A cet effet, le boitier assemblé et pourvu de ses composants électroniques est positionné de manière à ce que la résine d’encapsulation puisse être coulée au travers de l’orifice d’injection 201 et que les évents 202 puissent permettre de chasser l’air contenu dans le corps 2.
Selon un principe de l’invention et tel qu’illustré par la , la plaque de fond 20 porte au moins trois inserts de couplage 4.
Parmi ces inserts de couplage 4, on retrouve au moins un insert haut 41, au moins un insert bas 43, et au moins un insert central 42.
L’insert central 42 est situé entre le ou les inserts hauts 41 et le ou les inserts bas 43.
Les inserts de couplage 4 sont chacun destinés à être à accueillir un des moyens de fixation 5 évoqués précédemment.
Ces inserts de couplage 4 sont notamment taraudés pour permettre le couplage d’un moyen de fixation 5 par simple vissage.
Les inserts de couplage 4 sont positionnés sur une face interne de la plaque de fond 20 par rapport au corps 2, sur chaque trou 203 traversant de couplage.
Préalablement au coulage de la résine d’encapsulation, les inserts de couplage 4 sont maintenus sur la plaque de fond 20 par l’intermédiaire de vis vissées au travers des trous 203 traversant de couplage.
Suite au coulage de la résine d’encapsulation et de sa solidification, les inserts sont couplés de manière fixe dans le boitier. Les vis servant à maintenir les inserts de couplage 4 sur la plaque de fond 20 peuvent alors être déposées.
La résine d’encapsulation établit également une liaison mécanique entre les inserts de couplage 4 et le reste du corps 2.
Selon le principe de l’invention, le dispositif 1 comprend au moins deux ensembles distincts de moyens de fixation 5.
Tel qu’évoqué précédemment, ces moyens de fixation 5 permettent soit la fixation du dispositif 1 sur un mât arrondi soit la fixation sur un mât parallélépipédique métallique.
A cet effet, le dispositif 1 comprend deux ensembles de moyens de fixation 5 dont un ensemble pour mât arrondi et un ensemble pour mât parallélépipédique métallique.
En référence aux figures 5 et 6, l’ensemble pour mât arrondi comprend : - au moins deux pointeaux hauts 51 qui sont destinés à être couplés chacun avec un insert haut 41, et en l’occurrence uniquement deux pointeaux hauts 51 ; - au moins deux pointeaux bas 53 destinés à être couplés chacun avec un insert bas 43, et en l’occurrence uniquement deux pointeaux bas 53 ; - un attelage 60 destiné à être monté fixement sur les pointeaux hauts 51 et les pointeaux bas 53 ; - au moins un cerclage 61 destiné à être monté sur l’attelage 60 et entourer le mât 10.
Les deux pointeaux hauts 51 et les deux pointeaux bas 53 sont plus précisément disposés sur la plaque de fond 20 de manière à délimiter un rectangle.
En référence aux figures 1, 2 et 4 l’ensemble pour mât parallélépipédique métallique comprend : - au moins un pointeau haut 51 qui est destiné à être couplé avec un insert haut 41, et en l’occurrence uniquement deux pointeaux hauts 51 ; - au moins un pointeau bas 53 qui est destiné à être couplé avec un insert bas 43, et en l’occurrence uniquement un pointeau bas 53 ; - au moins un bloc aimant 7 qui est destiné quant à lui à être couplé avec au moins un insert central 42, et en l’occurrence avec six inserts centraux 42.
la est une vue schématique en perspective d’une aube composite,
la est une vue très schématique en coupe d’un outillage de fabrication d’une aube selon l’invention,
la est une vue schématique en perspective d’un mode de réalisation d’un moule d’un outillage de fabrication d’une aube selon l’invention,
la est une vue schématique à plus grande échelle d’une partie de l’aube de la , sur laquelle un film d’arrachage a été co-injecté et on distingue un début d’arrachage du film d’arrachage, et
la est un organigramme représentant les étapes d’un procédé de fabrication d’une aube pour une turbomachine d’aéronef.
Description détaillée de l'invention L’invention concerne un procédé de fabrication d’une aube 10 pour une turbomachine d’aéronef comprenant différentes étapes illustrées sur l’organigramme de la .
Une telle aube 10 en matériau composite est en particulier illustrée sur la . Il s’agit par exemple d’une aube de soufflante. L’aube 10 comprend notamment une pale 12 reliée par une échasse 14 à un pied 16 qui a par exemple une forme en queue d’aronde et est conformé pour être engagé dans une alvéole de forme complémentaire d’un disque de rotor de la turbomachine, afin de retenir l’aube sur ce disque.