INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le chemin de découpe n’est pas nécessairement limité à une topographie de tranchée(s). Ce chemin peut être réalisé sous forme d’une pluralité de trous 161. Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur la , les trous 161 sont disposés les uns contre les autres de sorte à réaliser un contour qui peut être continu autour des grilles 120.
Préalablement à la synthèse, le dispositif destiné à la spectrométrie est étalonné. La représente le comptage net pour la raie de fluorescence Kα du cuivre déterminé à partir des spectres mesurés pour trois solutions de sulfate de cuivre à 2,5%, 5% et 10% en masse dans de l’eau mise en circulation dans le dispositif présenté en afin que les conditions d’étalonnage soient les mêmes que les conditions de mesure.
A partir de cet étalonnage, le comptage net obtenu pour la composition réactive au cours de la synthèse de l’encre chargée en nanoparticules de cuivre peut être relié à une concentration du cuivre dans la composition réactive.
Après son passage dans la portion de mesure spectrométrique 15, la composition réactive se déplace dans le tuyau jusqu’à la portion de mesure de la capacitance électrique 10. Le temps de trajet de la composition réactive de la portion de mesure spectrométrique 15 à la portion de mesure de la capacitance électrique 10 peut être noté Δt 0 . En variante, la composition peut se déplacer de la portion de mesure de la capacitance électrique 10 à la portion de mesure spectrométrique 15.
Mesure de la capacitance électrique La portion de mesure de la capacitance électrique 10 est formée d’une chambre de mesure. Cette chambre est sous la forme d’un parallélépipède de volume 1,5 x 1,5 x 1 cm 3 . Les dimensions de la chambre de mesure et des électrodes sont choisies pour s’assurer que le volume entre les électrodes est rempli par la composition réactive et minimiser la présence de l’air qui peut fausser les mesures.
La chambre de mesure comporte deux électrodes en cuivre positionnées face à face, chacune étant en contact avec la composition réactive sur toute une face de la chambre. Les électrodes sont reliées à un impédancemètre. La capacitance électrique est mesurée pour la composition réactive située dans la chambre de mesure, pour 100 points de mesure situés dans la gamme de fréquences du signal électrique allant de 100 kHz à 500 kHz. Ce choix de paramètres permet d’éviter un temps d’acquisition long par rapport au temps passé par la composition réactive dans la chambre, qui pourrait impliquer une variation de la concentration en cuivre dans la composition réactive pendant une mesure de la capacitance électrique.
Chaque mesure de la capacitance électrique est traitée automatiquement pour déterminer le taux d’avancement d’oxydation.
Détermination de l’avancement de la réaction La représente la capacitance électrique sur la gamme de fréquences du signal électrique, mesurée pour une poudre de cuivre Cu de degré d’oxydation zéro à un grammage de 4,934 g et pour une poudre d’oxyde de cuivre(I) Cu 2 O à un grammage de 4,934 g. La différence de valeur de capacitance entre les deux courbes de la , obtenue pour une poudre de cuivre Cu et de l’oxyde de cuivre Cu 2 O à un même grammage, permet de déterminer la proportion en Cu et en Cu 2 O.
Le système avionique est par exemple le pilote automatique de l’aéronef 10 ou encore le « Flight Management System » ou (« Système de gestion de vol » en français).
Le module d’évitement 28 est en outre configuré pour valider la consigne déterminée.
La validation est réalisée par l’évaluation d’un risque de collision entre chaque objets 14 connu de la base de données 18 et l’aéronef 10 suivant la consigne d’évitement. Cette validation vise à prendre en compte l’ensemble des objets 14 et que l’évitement de l’un de ces objets 14 ne crée pas un risque de collision avec un autre objet 14.
Dans l’exemple de la , le système électronique 20 comprend une unité de traitement d’informations formée par exemple d’une mémoire et d’un processeur associé à la mémoire. Le module d’acquisition 22, le module de traitement 24, le module de gestion 26, et en complément facultatif le module d’évitement 28 sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel, ou d’une brique logicielle, exécutables par le processeur de type CPU ou GPU. La mémoire du système électronique 20 est alors apte à stocker un logiciel d’acquisition, un logiciel de traitement, un logiciel de gestion de la base de données et un logiciel d’évitement. Le processeur est alors apte à exécuter chacun de ces logiciels.
En variante non représentée, le module d’acquisition 22, le module de traitement 24, le module de gestion 26, et en complément facultatif le module d’évitement 28, sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gate Array), ou encore sous forme d’un circuit intégré dédié, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Specific Integrated Circuit).
Lorsque le système électronique 20 est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un médium apte à mémoriser les instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non-volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles.
Le fonctionnement du système électronique 20 selon l’invention va désormais être expliqué à l’aide de la représentant un organigramme du procédé, selon l’invention, de détection d’un objet 14 dans l’environnement de l’aéronef 10, le procédé étant mis en œuvre par le système électronique 20.
Initialement, l’aéronef 10 survole le terrain 12, comme représenté sur la .
Ici, l’aéronef 10 est un drone.
En référence à la , deux objets 14 sont ici présents dans l’environnement de l’aéronef 10.
Le premier objet 14 (à gauche sur la ) a déjà été détecté par l’aéronef 10 précédemment. La base de données 18 comprend donc les caractéristiques associées à ce premier objet 14 dont notamment sa position, sa vitesse et son orientation.
Dans une première étape 100, le procédé de détection comprend un étape d’acquisition d’au moins une image issue des capteurs d’images 16 embarqués dans l’aéronef 10.
Puis, comme représenté sur la , lors d’une étape 110, le module de traitement 24 identifie l’horizon H sur l’image puis partitionne l’image en trois régions : une première région R1 au-dessus de l’horizon H, une deuxième région R2 en-dessous de l’horizon H et une troisième région R3 autour de l’horizon H.
Puis le procédé comprend une étape 120 de détermination d’au moins une zone d’intérêt pour la détection d’un objet 14 constituée d’une sous-partie de ladite image.
La détermination étant réalisée par l’application :
d’une méthode de détection de contraste dans la première région R1 ; d’une méthode de détection de mouvement relatif dans la deuxième région R2 ; d’une méthode de fenêtre glissante dans la troisième région R3.
Le fonctionnement du serveur informatique 10 selon l’invention va désormais être expliqué à l’aide de la représentant un organigramme du procédé, selon l’invention, de détermination d’hyper-paramètres, le procédé étant mis en œuvre par le système 10.
Le procédé est mis en œuvre en deux phases successives.
Une première phase 100 est mise en œuvre par le premier calculateur 12.
Cette première phase 100 est dite « offline » ou « phase amont ». Durant la première phase 100, les contraintes de temps et de ressources matérielles ne sont habituellement pas primordiales. Ainsi, l’objectif est de réaliser le plus de calculs couteux en ressources temporelles et matérielles en amont durant cette première phase 100.
Une deuxième phase 200 est mise en œuvre par le deuxième calculateur 14.
Cette deuxième phase 200 est dite « online » ou « phase opérationnelle ». Durant la deuxième phase 200, les contraintes de temps et de ressources matérielles deviennent limitantes et il est ainsi important de limiter les calculs couteux.
En référence à la , la première phase 100 comprend une première étape 110 d’entrainement. En particulier, pour une pluralité de jeux de données de référence, la méthode d’apprentissage automatique est entrainée sur chaque jeu de données de référence en fonction d’une pluralité d’ensembles d’hyper-paramètres de test.
Puis, pour chaque modèle obtenu, l’indice de performance est déterminé au moyen de la fonction d’évaluation.
Les jeux de données de référence sont choisis de sorte à rencontrer une grande diversité de situations possibles pour obtenir le maximum de connaissance en amont de la phase opérationnelle. Cette connaissance sera utilisée par la suite lors de la phase opérationnelle comme cela sera expliqué par la suite.
Avantageusement, la méthode d’apprentissage automatique est entrainée sur entre 100 et 500 jeux de données de référence.
Puis, lors d’une étape 120, une base de données de référence est ainsi générée, comprenant pour chaque jeu de données de référence, le vecteur caractéristique, l’ensemble d’hyper-paramètres de test et l’indice de performance associés.
Le procédé comprend alors une étape 130 d’initialisation d’une fonction de prédiction entrainée sur la base de la donnée de référence.
La fonction de prédiction est propre à fournir pour un vecteur caractéristique d’un jeu de données et un ensemble d’hyper-paramètres, une estimation de l’indice de performance du modèle obtenu associé audit jeu de données à partir dudit ensemble d’hyper-paramètres.
Comme expliqué précédemment, la détermination de l’indice de performance est couteuse car pour évaluer un échantillon d’hyper-paramètres, il est nécessaire d’entraîner complètement un modèle et calculer la fonction de cout.
La fonction de prédiction permet de réduire le coût de cette étape. La fonction de prédiction est une modélisation qui estime l’indice de performance à partir d’un ensemble d’hyper paramètres, et donc sans qu’un modèle entrainé à partir de ces hyper-paramètres soit nécessaire.
La fonction de prédiction est avantageusement initialisée au moyen d’une méthode d’apprentissage automatique entraînée sur la base de données de référence. Cet entrainement est réalisé par exemple au moyen d'un apprentissage dit par transfert. Dans le cadre de l'apprentissage par transfert, la fonction est d’abord entraînée pour réaliser un certains nombre de tâches spécifiques sur la base de données de référence. La fonction entrainée est ensuite dans un deuxième temps ajustée pour réaliser sur une tâche différente avec un jeu de données différent. Les fonctions précédemment entraînées sont réutilisés comme points de départ pour les nouvelles tâches afin d’accélérer la formation et améliorer les performances sur les problèmes connexes.
En outre, la poudre d'alliage utilisée dans la LPBF de l’invention atteint un coût moindre durant la préparation.
La montre un organigramme de l’invention ;
La montre un diagramme d'état d'une poudre et sa granulométrie dans l'Exemple 1 ;
La montre une microphotographie d'un produit fini préparé dans l'Exemple 1, où (a) est une image au microscope optique d'une pièce formée par LPBF ; et
La montre une microphotographie d'un produit fini préparé dans l'Exemple 1, où (b) est une microstructure de la pièce formée après gravure ; et
La montre un résultat de test de performance de l'alliage préparé dans l'Exemple 1, où (a) est un diagramme de performance à la température ambiante ;
La montre un résultat de test de performance de l'alliage préparé dans l'Exemple 1, où (b) est un diagramme de performance à une température élevée.
Description détaillée des modes de réalisation La présente invention sera davantage expliquée en détail ci-dessous en référence aux dessins joints.
La présente invention propose une pièce travaillée en alliage d'aluminium, comprenant les composants suivants, en fraction en masse : 1,0 % à 2,5 % de Fe, 1,5 % à 3,0 % de Cu, 1,0 % à 2,0 % de Cr, 0,5 % à 1,1 % de Ti, 0,4 % à 1,0 % de Zr, et de l'Al pour le reste. Dans le système d'alliage, les éléments Al et Fe peuvent former une phase de renforcement en composé intermétallique Al 6 Fe, ce qui améliore la résistance à la traction et la stabilité aux températures élevées. Les éléments Al, Cu, Cr et Fe peuvent former deux phases de renforcement quasi-cristallines, Al-Fe-Cr et Al-Cu-Fe-Cr, et simultanément précipiter des nanophases de renforcement telles que θ-Al 2 Cu. Le Ti élémentaire-Al 3 Ti peut améliorer la stabilité aux températures élevées de la phase quasi-cristalline et affiner la taille de la phase quasi-cristalline. Les éléments Zr et Al génèrent des particules d'Al 3 Zr qui peuvent être utilisées en tant que cœurs de nucléation hétérogènes de grains d'α-Al, en affinant les grains et réalisant la transformation des grains columnaires en grains équiaxes, de façon à améliorer la plasticité du système d'alliage. De plus, la phase d'Al 3 Zr peut aussi améliorer la stabilité aux températures élevées du système dans sa globalité. Par ailleurs, les éléments Ti et Zr peuvent introduire des particules d'Al 3 (Zr,Ti) de type L1 2 existant au niveau de la limite de la masse fondue durant la formation par LPBF, avec une taille de 100 nm à 800 nm. En raison d'un petit mésappariement de réseau avec α-Al, les particules peuvent servir de cœurs de nucléation hétérogènes pour favoriser la transformation de grains columnaires en grains équiaxes. Finalement, il se forme une structure hétérogène, consistant en cristaux columnaires à l'intérieur de la masse fondue et de cristaux équiaxes au niveau de la limite de la masse fondue. Sous l'action d'un renforcement des contraintes internes résiduelles, la résistance et la ténacité à la température ambiante de l'alliage sont chacune davantage améliorées.
De préférence, la teneur totale en Fe et Cr élémentaires est supérieure à 2,5 % et ne dépasse pas 3,5 %. La teneur totale en Ti et Zr élémentaires est supérieure à 0,9 % et ne dépasse pas 2,0 %.
Mieux encore, dans un exemple, la teneur en impuretés élémentaires est inférieure à 0,2 %. De façon spécifique, les impuretés élémentaires sont des impuretés d'éléments d'alliage, sous forme d'impuretés d'alliage qui sont inévitablement apportés du fait du procédé ou par l'introduction de matières premières durant la préparation de l'alliage ; dans l'exemple, la teneur en oxygène est inférieure à 0,01 %. Une limitation de la teneur en impuretés élémentaires et en oxygène peut éviter la génération d'oxydes métalliques ou de composés intermétalliques fragiles inutiles, ce qui évite ainsi que la formation de grains soit affectée et que le contenu de l'alliage en aluminium dans sa globalité soit affecté.
Dans un exemple de l’invention, il est défini qu'il y a une résistance à la traction supérieure ou égale à 500 MPa à la température ambiante, une limite d'élasticité supérieure ou égale à 400 MPa à la température ambiante, et un allongement supérieur ou égal à 8 % à la température ambiante.
Dans un exemple de l’invention, les propriétés de la pièce travaillée en alliage d'aluminium à 350°C sont définies, spécifiquement la résistance à la traction est supérieure ou égale à 200 MPa à 350°C, la limite élastique est supérieure ou égale à 160 MPa à 350°C, et l'allongement est supérieur ou égal à 8 % à 350°C.
Dans La présente invention, la résistance à la traction, la limite élastique et l'allongement ci-dessus peuvent être obtenus dans ces deux exemples principalement grâce à la conception du système de composition, et la formation de phases de renforcement à diverses échelles dans le système d'alliage peut améliorer en combinaison la résistance et la ductilité des alliages. Les Al et Fe élémentaires peuvent former des phases de renforcement en composés intermétalliques Al 6 Fe et Al 13 Fe 4 , ce qui améliore la résistance à la traction et la stabilité aux températures élevées. Les Al, Cu, Cr et Fe élémentaires peuvent former deux phases d'amplification quasi-cristallines, Al-Fe-Cr et Al-Cu-Fe-Cr. Le Ti élémentaire peut améliorer la stabilité aux températures élevées de la phase quasi-cristalline et affiner la taille de la phase quasi-cristalline. Les Zr et Al élémentaires génèrent des particules d'Al 3 Zr, qui peuvent être utilisées en tant que cœurs de nucléation hétérogènes de grains d'α-Al, en affinant les grains et en réalisant la transformation de grains columnaires en grains équiaxes, de façon à améliorer la plasticité du système d'alliage. De plus, la phase d'Al 3 Zr peut aussi améliorer la stabilité aux températures élevées du système dans son entier. De plus, les Ti et Zr élémentaires introduits peuvent aussi conduire à une microstructure hétérogène composée de grains équiaxes au niveau de la limite de la masse fondu et de grains columnaires dans la masse fondue. Sous l'effet du renforcement supplémentaire des contraintes internes résiduelles, l'alliage peut obtenir une synergie de résistance-ténacité à la température ambiante. Cette propriété peut encore élargir l'utilisation du système d'alliage dans les domaines tant à la température ambiante qu'aux températures élevées, et peut être appliquée à des pipelines pétroliers à température élevée, des éléments filtrants, des pistons de moteurs, et d'autres composants.
La présente invention met en outre à disposition un procédé de préparation de la pièce travaillée en alliage d'aluminium. La pièce travaillée en alliage d'aluminium peut être préparée par LPBF dans le procédé de préparation. Pour une cible en alliage d'Al-Fe-Cu-Cr-Ti-Zr, il est adopté une solidification rapide de la LPBF, qui a un refroidissement rapide, et présente une distribution non uniforme évidente du gradient de température et de la vitesse de solidification à l'échelle d'une seule masse fondue. Par conséquent, la LPBF est avantageuse pour former un composite à base d'Al renforcé ayant un quasi-cristal d'Al-Fe-Cr, des phases métastables d'Al-Cu et Al-Fe, et de l'Al 3 Ti et de l'Al 3 Zr en tant que phases de renforcement dans différentes régions de la masse fondue. La structure composite se manifeste principalement par : des caractéristiques structurelles d'une microstructure en duplex avec des grains équiaxes et columnaires de grains d'α-Al sur l'échelle des 100 µm, une distribution hétérogène du quasi-cristal d'Al-Fe-Cr et de la phase d'Al-Fe au niveau du bord et du centre de la masse fondue sur l'échelle des 1 µm à 10 µm, et un renforcement de la précipitation des phases d'Al 3 Ti, d'Al 3 Zr et d'Al 2 Cu à l'échelle nanométrique. En résultat, en combinant les mécanismes de renforcement des composites ci-dessus, l'alliage à la température ambiante et aux températures élevées a une résistance des composites significativement améliorée, ce qui convient pour des environnements plus sévères. Le procédé de préparation comprend spécifiquement les étapes suivantes :
Etape 1, il est tracé un diagramme tridimensionnel d'une pièce, et une stratégie de balayage est formulée ; dans l'étape 1, la stratégie de balayage formulée consiste spécifiquement en les paramètres de procédé de LPBF, comprenant des paramètres importants tels que la puissance du laser, la vitesse de balayage, l'espacement entre les lignes de balayage, l'angle de rotation, l'épaisseur de stratification, la teneur en oxygène, et la température de préchauffage du substrat. Pour la composition d'alliage dans cet exemple, les paramètres de procédé spécifiques comprennent : une puissance de laser de 325 W à 400 W, une vitesse de balayage de 1000 mm/s à 1400 mm/s, un espacement entre les lignes de balayage de 100 µm à 140 µm, un angle de rotation de 17° à 67°, une épaisseur de stratification de 0,025 mm à 0,03 mm, une teneur en oxygène inférieure à 200 ppm, et une température de préchauffage du substrat de 150°C à 195°C, la contrainte résiduelle de la pièce étant réduite par le chauffage du substrat.
Plus particulièrement, la série de parois intermédiaires qui comportent ici cinq éléments ou ailettes (ce nombre peut toutefois différer selon les configurations et par exemple être de trois, quatre,…, dix), est configurée axialement pour que la première paroi intermédiaire P1’’’ soit disposée au niveau du bord d’attaque ba de chacun des deux bras et pour que la dernière paroi intermédiaire P5’’’ soit disposée à distance et en amont du bord de fuite bf de chacun des bras ou à ce bord de fuite bf.
Dans cette variante, chaque paroi intermédiaire a une extension axiale ou longueur qui peut varier entre 10 et 15% de l’extension axiale ou longueur du bras.
On notera que la hauteur d’implantation ou position radiale de chaque paroi intermédiaire peut être différente selon la position axiale de ces dernières, afin notamment d’optimiser le guidage de l’écoulement et les pertes aérodynamiques. Ainsi, la hauteur d’implantation de la première paroi intermédiaire P1’’’ peut être supérieure à celle de la deuxième paroi intermédiaire immédiatement en aval et ainsi de suite jusqu’à la dernière paroi intermédiaire P5’’’. L’agencement inverse est également envisageable. La hauteur d’implantation des parois intermédiaires peut varier entre 25 et 75% de la hauteur H.
Dans cette variante l’angle ou l’inclinaison de chaque paroi intermédiaire peut être identique à celui du col de cygne (pente du col de cygne) ou s’en écarter suivant un écart angulaire de +/- 20°.
Les figures 7A et 7B illustrent une configuration possible dans laquelle le turboréacteur d’aéronef comprend des moyens de modification d’une inclinaison d’une paroi intermédiaire P1’’’’ (identique à la paroi P1’ de la ) relativement à la portion de conduit annulaire 28. Plus particulièrement, l’inclinaison de cette paroi intermédiaire par rapport à la paroi interne pi (et donc par rapport à l’axe XX’) peut varier selon la commande d’inclinaison qui lui est communiquée par des moyens conventionnels tels qu’un vérin hydraulique ou électrique afin d’adopter un angle d’inclinaison α (pente descendante) par rapport à un angle d’inclinaison neutre i correspondant à l’inclinaison ou la pente du col de cygne ( ) ou un angle d’inclinaison β (pente ascendante) par rapport à un angle d’inclinaison neutre i correspondant à l’inclinaison ou la pente du col de cygne ( ). La valeur de chaque angle peut varier à l’intérieur d’une plage de 20°.
Cette variabilité d’inclinaison et ce pilotage en position peuvent être utilisés en fonction du régime moteur, par exemple afin de limiter les pertes aérodynamiques et d’optimiser le rendement de la paroi intermédiaire. Ainsi, la configuration de la redirige le flux vers le moyeu (paroi interne du carter), limitant ainsi les pertes sur ce dernier. La configuration de la redirige le flux vers la paroi externe du carter, limitant ainsi les pertes sur cette dernière.
Les figures 8A et 8B illustrent une autre configuration possible d’aménagement interne de col de cygne au sens de la présente invention dans laquelle la paroi intermédiaire qui s’étend entre deux bras circonférentiellement adjacents (et ce, pour l’ensemble de la pluralité des bras radiaux agencés dans le col de cygne, dans d’autres configurations non représentées, la paroi intermédiaire peut n’être présente qu’entre certains bras circonférentiellement adjacents) présente, suivant une vue radiale illustrée sur la pour les bras B1’, B2’ et B3’ (c’est-à-dire une vue prise suivant un rayon du col de cygne, depuis l’extérieur de ce dernier), une forme générale en Y. La branche commune Y1a, Y2a de chaque paroi Y1, Y2 sur la est disposée contre un premier des deux bras circonférentiellement adjacents (ici respectivement B1’ et B2’) et les deux branches Y1b et Y1c, Y2b et Y2c de chaque paroi Y1, Y2 sont disposées contre le deuxième des deux bras (ici respectivement B2’ et B3’).