INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La solution obtenue est alors versée dans un bécher contenant 20 g des micro-couvercles métalliques à traiter.
L’ensemble est placé sous agitation pendant 6 heures.
La mise en solution de l’or est suivie par spectrométrie d’émission de plasma à couplage inductif (ICP-OES) au moyen d’un spectromètre SPECTRO ARCOS commercialisé par la société AMETEK.
Le mélange est ensuite filtré, et le solide résiduel est éliminé.
La solution obtenue est analysée par spectrométrie d’émission de plasma à couplage inductif (ICP-OES). La solution présente une concentration en or de 1070 mg/L. Elle comprend en outre 1,23 g/L de cuivre et 231 mg/L de nickel.
0,15 Na 2 O/ SiO 2 (FAU)
La composition molaire du gel précurseur peut alors s’écrire sous la forme suivante : 10 SiO 2 : 0.31 Al 2 O 3 : 0,5 (15-couronne-5) : 1,5 Na 2 O : 100 H 2 O
9) Le mélange réactionnel de cet exemple présente les rapports molaires suivants :
52,6 SiO 2 (FAU) /Al 2 O 3 (FAU)
La composition molaire du gel précurseur peut alors s’écrire sous la forme suivante : 10 SiO 2 : 0,19 Al 2 O 3 : 0,5 (15-couronne-5) : 1,9 Na 2 O : 100 H 2 O
10) Le mélange réactionnel de cet exemple présente les rapports molaires suivants :
0,17 Na 2 O/ SiO 2 (FAU)
il comprend en outre deux rondelles 8 poreuses en matériau élastique,
lesdites rondelles sont respectivement enfilées sur chacune desdites tiges en contact serrant, lesdites rondelles sont surmoulées par ledit bloc en affleurant sa surface 10.
PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UNE PIÈCE AÉRONAUTIQUE EN MATÉRIAU COMPOSITE Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce aéronautique en matériau composite, telle qu’une aube de turbomachine d’aéronef.
Un matériau composite classiquement utilisé pour l’aéronautique comprend une préforme fibreuse noyée dans une résine polymérique thermodurcissable. La préforme peut être issue d’un tissage en trois dimensions ou peut être obtenue par drapage et superposition de plusieurs nappes ou tissus de géométrie plane.
La résine peut être injectée dans la préforme ou bien la préforme peut être préalablement imprégnée avec la résine.
Dans le cas où la préforme est déjà imprégnée avec la résine, la préforme est ensuite disposée dans la cavité d’un moule de thermocompression qui peut être recouverte avec une bâche souple ou un contre-moule. La préforme subit alors une chauffe et une compression suffisante pour que la résine thermodurcissable atteigne ses propriétés finales.
Lorsque la géométrie de la pièce finale est compliquée, le moule de thermocompression a une forme compliquée et il est alors difficile de positionner une préforme de géométrie plane dans le moule.
En outre, la nappe formant la préforme peut atteindre une épaisseur allant jusqu’à 2,5mm et présenter une distribution des fibres dans toutes les directions, ce qui rend la nappe et donc la préforme difficile à mettre en forme avant de la placer dans le moule de thermocompression, notamment si ce dernier possède une géométrie complexe. De plus, même si une mise en forme de la nappe est possible, l’état cru de la nappe à ce stade du procédé de fabrication confère à la matière une caractéristique élastique entraînant un retour progressif à sa forme plane initiale empêchant ainsi un positionnement correct dans le moule de thermocompression.
En outre, il est parfois nécessaire d’empiler plusieurs nappes pour concevoir la préforme rendant l’objectif de préformage d’autant plus difficile à atteindre que le nombre de nappe est élevé.
Pour ces raisons, lorsqu’une nappe ou plusieurs nappes doivent être mises en forme suivant une géométrie complexe, avec des rayons et des angles devant être localisés précisément, il est impossible d’atteindre et/ou de maintenir la géométrie souhaitée avant son insertion dans le moule de thermocompression. Par conséquent, il est parfois impossible d’insérer la ou les nappes formant la préforme dans le moule de thermocompression de la pièce à fabriquer, avec la bonne géométrie et par extension de la positionner correctement dans le moule. Cela entraine notamment un nombre de non-conformités important.
L’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce aéronautique en matériau composite, telle qu’une aube de turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
a) préparation d’au moins une nappe de fibres, la ou chaque nappe étant obtenue par découpe d’un tissu de fibres pour former des coupons de formes et dimensions prédéterminées, par disposition aléatoire et dans un même plan de ces coupons, puis par compression des coupons ainsi disposées, les fibres étant imprégnées d’une résine thermodurcissable,
b) chauffage et mise en forme de la ou chaque nappe,
c) préparation d’une préforme de la pièce au moyen de la ou chaque nappe de fibres, et
En référence à la , le dispositif 2 de pulvérisation à l’état fondu comprend des moyens d’amenée 3 d’une composition à l’état fondu vers des buses de pulvérisation 4 disposées en partie haute du dispositif. Les buses de pulvérisation 4 pulvérisent la composition à l’état fondu sous forme de jets fins qui en chutant se séparent en micro-gouttelettes 5. Les gouttelettes à l’état fondu sont refroidies au cours de leur chute de sorte à solidifier. Afin de diminuer la hauteur de chute et/ou d’accélérer le refroidissement, un cryogaz, par exemple du diazote liquide ou du dioxyde de carbone liquide, peut être soufflé sous forme gazeuse à l’intérieur du dispositif à l’aide d’alimentations 6 disposées sur les parois latérales du dispositif. Une micropoudre solide 7 est ainsi obtenue en partie basse du dispositif.
Le mélange à l’état fondu peut être obtenu par n’importe quel procédé connu dans l’art.
La composition peut par exemple être fournie sous forme de granulés de PAEK dans lesquels le polymère thermoplastique souple a été dispersé. Alternativement, chaque composant peut être fourni séparément et la composition à l’état fondu peut être fabriquée in-situ par tout dispositif connu de mélange à l’état fondu convenant à la préparation de thermoplastiques. Des appareils de mélange à l'état fondu appropriés sont, par exemple, des malaxeurs, des mélangeurs Banbury, des extrudeuses à vis unique et extrudeuses bi-vis.
La poudre obtenue par le procédé de pulvérisation est généralement amorphe ou quasi-amorphe du fait du refroidissement très rapide des gouttelettes de composition fondue.
La poudre amorphe peut, le cas échéant, subir une ou plusieurs étapes de traitements thermiques. Une (première) étape de traitement thermique peut être mise en œuvre au-dessus de la température de transition vitreuse Tg et en dessous de la température de fusion du polyaryléthercétone de la composition de sorte à provoquer la cristallisation de la composition. Optionnellement, si cela est nécessaire, un second traitement thermique peut être mis en œuvre de sorte à uniformiser les phases cristallines de la composition. Une telle poudre traitée thermiquement est notamment adaptée pour une utilisation dans un procédé de construction d’objets couche-à-couche par frittage provoqués par rayonnement(s) électromagnétique(s).
Par exemple, selon les modes de réalisation où le(s) polyaryléthercétone(s) de la composition est (sont) un PEKK essentiellement constitué, ou constitué, des unités de répétitions isophtalique et téréphtalique, avec un ratio molaire T/I de 45 :55 à 75 :25, notamment un ratio T/I d’environ 60 :40, le traitement thermique peut être mis en œuvre à une température de 160°C à 300°C, préférentiellement de 180°C à 290°C, et de manière encore préférée de 190°C à 250°C pendant une durée suffisante pour obtenir la cristallinité souhaitée.
Il est par ailleurs connu que le PEKK peut cristalliser sous deux formes cristallines, dite « forme I » et « forme II ». Lorsque tel est le cas suite au premier traitement thermique, un second traitement thermique peut avantageusement être mis en œuvre de sorte à obtenir une poudre contenant essentiellement des cristaux de PEKK de forme I. Ce procédé est connu en soi et a déjà été décrit dans la demande WO 2012/047613. Pour une poudre constituée d’une composition comprenant un PEKK ayant un ratio T/I d’environ 60 :40, la température du second traitement thermique peut notamment être de 230°C à 300°C, et préférentiellement de 260°C à 295°C. La température du second traitement thermique peut notamment être de 275°C à 290°C.
La température du second traitement thermique est généralement supérieure à celle du premier traitement thermique. Ainsi, en continuant sur l’exemple d’une poudre constituée d’une composition comprenant un PEKK ayant un ratio molaire T/I d’environ 60 :40, un premier traitement thermique peut notamment être mis en œuvre à une température de 160°C à 250°C et un second traitement thermique à une température de 260°C à 300°C.
Exemples Matières premières Les produits commerciaux suivants ont été utilisés pour les exemples :
- KEPSTAN® de grade 6000, commercialisé par la société ARKEMA, est un polyéthercétonecétone ayant un ratio molaire T/I 60/40. Ce PEKK a une viscosité de 900 Pa.s à 380°C et 1 Hz. Cinq éprouvettes 1 BA ont été préparées par injection sur une presse Battenfeld en utilisant les paramètres suivants : alimentation 330°C; Buse : 345°C ; Moule 80°C. Dans ces conditions de moulage, les éprouvettes ont été obtenues sous forme essentiellement amorphe. Le module d’élasticité en traction a été mesuré à 2,9 GPa selon la norme 527-1:2019, à 23°C, avec une vitesse de traverse de 1 mm/min.
A titre de comparaison, le module d’élasticité en traction d’éprouvettes obtenues par frittage laser, ayant une cristallinité de 20%, a été mesuré à 4 GPa, à 23°C, avec une vitesse de traverse de 1 mm/min (voir Tableau 2, composition #3c).
- NEOFLON TM NF101, commercialisé par la société Daikin, est un copolymère essentiellement constitué d’unités de répétition TFE et HFP (FEP). Ce copolymère FEP a une viscosité de 1200 Pa.s à 380°C et 1 Hz. Le fournisseur indique que sa gamme NEOFLON TM FEP, incluant le NEOFLONTM NF101, a un module d’élasticité en traction de 440 à 540 MPa (ASTM D 638).
- SILTEM ® 1500, commercialisé par la société Sabic, est un copolymère à blocs polyétherimide – polydiméthylsiloxane (PEI/PDMS). Le SILTEM ® 1500 a une proportion massique de 40% en polydiméthylsiloxane par rapport au poids total du polymère et a une viscosité de 800 Pa.s à 380°C et 1 Hz. Le fournisseur indique que le SILTEM® 1500 a un module d’élasticité en traction de 590 MPa avec une vitesse de traverse de 1 mm/min (ISO 527).
Le PEKK a été mélangé avec chacun des polymères thermoplastiques souples et extrudés à l’aide d’une extrudeuse bi-vis ZSK Mc 18 , commercialisée par la société Coperion par introduction en trémie principale et extrusion à une température de 320°C. La vitesse de rotation des vis a été de 250 tours /minute pour le mélange PEKK et copolymère blocs PEI/PDMS et de 320 tours/minute pour le mélange PEKK et FEP.
Les granulés ainsi obtenus ont été pulvérisés dans un dispositif tel que représenté en pour obtenir une poudre solide.
Deux traitements thermiques successifs ont été mis en œuvre. La poudre a d’abord été traitée à 185°C pendant 6 heures puis à 270°C pendant 3 heures.
Les accumulateurs A1 à AN peuvent être reliés électriquement en série et/ou en parallèle dans un module ou dans un pack-batterie au moyen d’au moins un busbar selon l’invention.
On a représenté en , un exemple d’une partie de module de batterie M comprenant plusieurs accumulateurs adjacents A1, A2, ...A6, c’est-à-dire empilés les uns sur les autres dont les languettes d'électrode (« tabs ») 4 sont toutes reliées électriquement entre elles au moyen d’un busbar 8 de liaison électrique selon l’invention, qui est fixé de manière amovible sur chacune de ces languettes 4 comme détaillé ci-après.
Tel qu’illustré aux figures 6 à 8, le busbar 8 de liaison électrique comprend tout d’abord un corps 9 allongé selon un axe longitudinal (X1) et dans lesquelles ont été réalisées une pluralité d’échancrures 90, une pluralités de logements 91 formant chacun un guide débouchant sur un bord d’un des échancrures 90.
Un pion de serrage 10 comprenant à l’une de ses extrémités longitudinales une surface de contact 100 est monté coulissant dans chaque guide 91 entre une position initiale dans laquelle sa surface de contact 100 est en retrait d’une échancrure 90 ( ) et une position de serrage dans laquelle sa surface de contact 100 plaque et serre la languette d’électrode 4 insérée dans l’échancrure contre le bord de celle-ci qui est opposé à celui sur lequel débouche le guide ( ).
Dans les exemples illustrés, l’échancrure 90 s’étend orthogonalement à l’axe longitudinal X1 et le guide 91 s’étend à l’oblique par rapport à l’axe longitudinal X1 et la surface de contact 100 est un biseau s’étendant également orthogonalement à l’axe X1. A titre indicatif, l’angle formé entre l’axe du guide 91 et le plan de l’échancrure est égal à 34°.
Un élément 11 maintient de manière amovible le pion de serrage 10 dans sa position de serrage.
Plus précisément, dans l’ensemble des figures 5 à 10, l’élément de maintien est une vis de serrage 11 qui vissée dans un logement taraudé 92. Cette vis de serrage 11, par exemple à tête hexagonale, permet à la fois de déplacer le pion 10 pour qu’il vienne plaquer et serrer une languette 4 contre le bord de l’échancrure 90 et de garantir son maintien mécanique dans sa position de serrage. Ainsi, le pion 10 forme en quelque sorte une mâchoire de serrage.
Pour ce faire, le pion 10 présente une encoche dans sa portion centrale pour définir une surface de référence et d’appui 101 sur laquelle la vis de serrage 11 vient exercer sa pression. Autrement dit, un effort de vissage sur la vis 11 permet de déplacer le pion 10 dans son logement 11 puis de le bloquer lorsqu’il atteint sa position de serrage de la languette 4.
Le pion 11 peut être réalisé selon les besoins (dimensionnement et pression de contact) en métal, typiquement en aluminium ou dans une matière ayant une meilleure tenue mécanique comme l’inox.
Le diamètre du pion 11 et son angle de tangence (inclinaison du logement 91) déterminent la surface de contact 100, donc la section de passage du courant à travers la languette 4 serrée. A titre indicatif, avec l’angle de 34°, la surface de contact 100 peut être d’environ 50mm² pour un courant compris entre 350 et 500A.
Dans l’exemple illustré aux figures 6 à 8, le corps 9 du busbar 8 est monobloc.
Un alternative à cette réalisation est montrée aux figures 9 et 10 : le corps 9 est constitué de l’assemblage de plusieurs blocs unitaires 9.1, 9.2, 9.3 assemblés entre eux par des systèmes à queue d’aronde 96.
Plus précisément, chaque bloc unitaire 9.1 comprend, sur l’un de ses bords longitudinaux, un tenon 97 d’une des liaisons à queue d’aronde et sur l’autre de ses bords longitudinaux, opposé au tenon, une rainure 98 d’une autre des liaisons à queue d’aronde. Ainsi un tenon 97 s’emboîte dans une rainure 98 de forme complémentaire que celle du tenon 97 pour assurer l’assemblage entre deux blocs unitaires adjacents. Dans l’exemple illustré, le tenon 97 et la rainure 98 présente une section droite qui est trapézoïdale.
Dans les exemples illustrés des figures 5 à 10, chaque pion de serrage 10 est déplacé de sa position initiale à sa position de serrage par une vis de serrage 11.
Les figures 11 et 12 montrent une alternative selon laquelle tous les pions de serrage 10 sont déplacés simultanément et avec un effort uniforme au moyen d’une plaque de compression 12 qui peut être déplacée en translation au moyen d’une vis de serrage 13, qui est vissée au corps 9 du busbar de préférence dans sa portion centrale.
La plaque de compression 12 est en appui directe avec l’extrémité longitudinale 102 de tous les pions de serrage 10, cette extrémité 102 constituant ainsi une surface de référence et d’appui de la plaque 12. De préférence, comme montré sur ces figures 11, pour avoir un contact ponctuel et donc avoir une répartition de l’effort de la compression minimal et uniforme pour tous les pions 10, la surface 102 est hémisphérique. Pour guider la plaque de compression 12 sur toute sa longueur, des pions de guidage 14 formant des glissières peuvent être insérés dans le corps 9 et dans des trous traversants de la plaque 12.
Au sens de l’invention, les termes « intérieur » et « extérieur » se réfèrent au volume intérieur de l’aéronef et à l’atmosphère extérieure. Le hublot peut être bombé, et tout homme du métier reconnaît au moins à la forme du joint de montage la face du hublot destinée à être en contact avec l’atmosphère extérieure et la face du hublot destinée à être en contact avec le volume intérieur de l’aéronef.
D’autre part, on entend par « feuille de matériau polymère transparent structural » une feuille susceptible de constituer à elle seule un vitrage monolithique, d’en assurer la résistance mécanique, en particulier, et ayant un module élastique au moins égal à 1500 MPa par exemple, au contraire d’une couche adhésive intercalaire, par exemple.
De manière particulièrement préférée selon l’invention, la dalle intérieure est en verre feuilleté et la dalle extérieure en polymère structural aminci feuilleté sur sa face intérieure à un verre. Cependant, selon d’autres variantes de l’invention, seule la dalle intérieure est en verre feuilleté, ou seule la dalle extérieure est en polymère structural aminci feuilleté sur sa face intérieure à un verre.
Ainsi, selon une première variante, la dalle extérieure est constituée d’une seule feuille de matériau polymère transparent structural d’épaisseur comprise entre 3 et 100, de préférence 6 et 15 mm.
Selon une deuxième variante, la dalle extérieure est constituée d’une quatrième feuille de verre extérieure d’épaisseur comprise entre 0,2 et 2,6, de préférence 1,6 et 2,4 mm, collée à une cinquième feuille de verre intérieure d’épaisseur comprise entre 0,2 et 2,1, de préférence entre 0,4 et 1,9 mm, au moyen d’une troisième couche adhésive intercalaire.
Selon une troisième variante, la dalle intérieure est constituée d’une seule feuille de matériau polymère transparent structural d’épaisseur comprise entre 2 et 100, de préférence 2,5 et 12 mm, claire ou teintée, uniformément ou non.
De préférence, le hublot comprend une couche ou un empilement de couches antisolaire, bas-émissi(ve)(f), une antenne WiFi, un revêtement chauffant / désembuant, un blindage électromagnétique et/ou un écran et/ou affichage.
La fonction antisolaire consiste à réfléchir le rayonnement solaire pour limiter l’échauffement à l’intérieur du véhicule ; on peut citer un empilement bicouche argent ou tricouche argent. La fonction bas-émissive consiste à réfléchir certains rayonnements infra-rouge pour garder la chaleur à l’intérieur du véhicule, limitant le ressenti de froid lorsque la tête d’un passager, notamment, s’approche de la face intérieure du hublot, en vol. La fonction antisolaire et la fonction bas-émissive sont des fonctions de contrôle thermique.
Une antenne WiFi peut être gravée dans une couche électroconductrice, ou à fil électroconducteur notamment inséré dans une couche adhésive intercalaire.
Un revêtement chauffant / désembuant est un revêtement électroconducteur chauffant, tel qu’en oxyde conducteur transparent (en anglais « Transparent Conductive Oxide » - TCO -) du type oxyde d’indium dopé à l’étain (en anglais Indium Tin Oxide – ITO -), ou SnO 2 :F. Le revêtement chauffant / désembuant est nécessairement proche, dans l’épaisseur de la structure du hublot, de la face intérieure de celui-ci sur laquelle la buée est susceptible de se former, pour pouvoir supprimer cette buée par chauffage.
Un blindage électromagnétique est un écran vis-à-vis des ondes électromagnétiques, empêchant celles-ci d’entrer dans et de sortir de l’aéronef. On l’appelle également « blindage IEM » (Impulsion Electro-Magnétique). Si la couche constituant un blindage IEM se situe en face intérieure de la dalle extérieure ou en face intérieure ou extérieure de la dalle intérieure, le joint de montage sera nécessairement conducteur et au contact électriquement conducteur de la structure de l’aéronef (carlingue…).
Un écran et un affichage se réfèrent ici à l’affichage d’informations relatives au vol, ou générales, voire d’images animées, vidéos… Les moyens et structures techniques peuvent en être similaires à ceux d’un affichage tête haute (en anglais Head Up Display – HUD -) sur un pare-brise automobile, ou d’un écran de télévision.
Selon une caractéristique avantageuse, la face extérieure de la dalle extérieure est revêtue d’une couche hydrophobe ou hydrophile, et/ou la face intérieure de la dalle intérieure est revêtue d’une couche hydrophile. La fonction hydrophobe d’une surface est réalisée par son angle de contact élevé au liquide, notamment à l’eau, par exemple au moins égal à 90 °, qui se manifeste par un glissement de l’eau sous forme de gouttes, sous leur propre poids ou bien sous l’effet aérodynamique résultant de la vitesse de l’aéronef. Des agents hydrophobes bien connus sont par exemple des silanes fluorés. La fonction hydrophile au contraire, est réalisée par une surface d’angle de contact à l’eau faible, inférieur à 90 °, voire au plus égal à 20 °. Au lieu de se fragmenter en gouttes, l’eau forme au contraire un film uniforme transparent. Une telle surface empêche notamment la formation de buée gênant la vision à travers un vitrage. (La buée peut se former sur la surface froide d’un vitrage en contact avec un volume relativement chaud tel que l’intérieur d’un véhicule.) Des agents hydrophiles connus sont la silice, le dioxyde de titane photocatalytique (cristallisé sous forme rutile), des polymères hydrophiles tels que poly(alcool vinylique) (PVAL), polyéthylène glycol (PEG), acryliques tels que polyacrylamide (PAM), polyvinylpyrrolidone (PVP)…
Dans une première réalisation préférée, l’une au moins des deux faces de l’une au moins des première feuille de verre extérieure et seconde feuille de verre intérieure, de préférence la face intérieure de la première feuille de verre extérieure et/ou la face extérieure de la seconde feuille de verre intérieure, et/ou la face intérieure de la première feuille de matériau polymère transparent structural extérieure et/ou l’une au moins des deux faces de la troisième feuille de verre intérieure est (sont) revêtue(s) d’une couche ou d’un empilement de couches de contrôle thermique.
Dans une deuxième réalisation préférée, l’une au moins des feuilles de matériau polymère transparent structural est(sont) constituée(s) d’un matériau à propriété de contrôle thermique, notamment antisolaire.
Dans une troisième réalisation préférée, la première et/ou la seconde couche(s) adhésive(s) intercalaire(s) est(sont) constituée(s) d’un matériau à propriété de contrôle thermique et/ou un film à propriété de contrôle thermique est inséré dans la première et/ou la seconde couche(s) adhésive(s) intercalaire(s). Chacun de ces films comprend des molécules et/ou particules absorbant et/ou réfléchissant le rayonnement infrarouge et/ou une superposition de couches constituant un miroir de Bragg. La base du film (partie du film supportant la fonction de contrôle thermique) peut être constituée de poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) ou équivalent. Un exemple de film de contrôle thermique transparent est commercialisé par la Société 3M sous la dénomination commerciale « Ultra-Clear Solar Film » (UCSF), qui est un film multi-couche réfléchissant le rayonnement (énergie) solaire sans affecter la transmission de lumière visible. Ce film, neutre en couleur, peut être en sandwich entre deux couches adhésives intercalaires telles que PVB, EVA, TPU, résine ionomère telle que SentryGlas® commercialisée par la Société Kuraray, résine intercalaire coulée.
la est une vue en perspective d’un busbar à corps monobloc selon un mode de réalisation de l’invention.
la est une vue en coupe longitudinale du corps du busbar selon la .
la est une vue en coupe longitudinale partielle du busbar selon la réalisée au niveau d’une échancrure, d’un pion et de la vis de serrage du pion.
la est une vue en perspective montrant la vis de serrage en appui contre la surface de référence et d’appui d’un pion selon la .
la est une vue en perspective d’un busbar à corps constitué de blocs assemblés entre eux selon un autre mode de réalisation de l’invention.
la est une vue en perspective montrant un bloc de la .