INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Toutes ces particularités ont pour effet de solliciter une grande proportion du réseau du matériau architecturé selon l’invention lors d’un impact, de dissiper l’énergie, de distribuer les déformations et ainsi de réduire la profondeur du dôme de déformation en face arrière.
La géométrie spécifique du module tridimensionnel élémentaire selon l’invention explique également à elle seule une partie des avantageuses propriétés du matériau architecturé selon l’invention. Par exemple, le nœud où se rejoignent tous les arcs forme une zone de convergence, qui permet un transfert des efforts dans tous ces arcs. De même, la forme incurvée des arcs incite à leur flexion tout en permettant de densifier le module tridimensionnel élémentaire sans affecter son volume d’encombrement global. En outre, la répétition du motif de l’ensemble de type lobe formé deux arcs, chaque lobe pointant dans une direction différente de l’espace, incite à un transfert des efforts dans plusieurs directions du matériau architecturé. Ces trois particularités précédentes ont pour effet de solliciter une grande proportion du matériau architecturé lors d’un impact, de dissiper l’énergie, distribuer les déformations et ainsi de réduire la profondeur du dôme de déformation. L’angle α formé par les plans P1 et P2 permet une certaine souplesse du matériau architecturé et un espace pour se déformer sans endommager tout de suite les arcs. Cet aspect implique un module de Young apparent relativement plus faible que celui des structures classiquement étudiées.
On notera également que le matériau architecturé selon l’invention présente d’autres avantages non négligeables notamment du point de vue de sa fabrication. En effet, le matériau architecturé selon l’invention peut facilement être fabriqué par un procédé de fabrication additive dans la mesure où sa géométrie ne présente pas de zones en surplomb non maintenues et où les dimensions et les angles limites sont respectables tout en assurant la fonction visée. En outre, si le procédé de fabrication additive utilise de la poudre comme consommable, du fait de sa géométrie ouverte, sans cavités, ni canalisations, ni recoins inaccessibles, il est plus facile d’éliminer la poudre non fusionnée ou non frittée au sein du matériau architecturé selon l’invention que dans le cas des autres structures.
La est une vue en coupe de profil illustrant un projectile en approche d’une surface de blindage balistique.
La est une vue en coupe de profil illustrant les déformations subies par la surface de blindage balistique de la après l’impact du projectile.
La est une photo de la face avant de différents matériaux architecturés après un essai de tir à 400 m/s, le matériau architecturé selon l’invention étant situé en haut à gauche, les autres étant des matériaux architecturés de référence.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de mise en forme consiste à replier des bord latéraux du renfort d'aube pour définir une gorge de réception d'une aube de soufflante.
La est une vue de face d'une soufflante de turbomachine comportant un renfort d'aube obtenu par un procédé de fabrication selon l'invention;
La est une vue en coupe transversale d'un renfort d'aube obtenu par un procédé de fabrication selon l'invention;
La est un diagramme des différentes étapes du procédé de fabrication d'un renfort d'aube selon la présente invention.
La montre une soufflante 10 de turbomachine comportant un anneau 11 d'axe X ainsi qu'une pluralité d'aubes 12 s'étendant radialement vers l'extérieur de l'anneau 11 suivant leur axe Y. Les aubes 12 sont réparties angulairement de façon régulière suivant une circonférence de l'anneau 11.
La soufflante 10 comporte des renforts d’aube 13 destinés à recouvrir les bords d’attaque des aubes 12 de la soufflante 10. Ces pièces 13 ont une fonction de protection des aubes 12 en cas de choc avec des projectiles, en particulier des oiseaux, lors d'un vol de l’avion. Comme on peut le voir sur la , un renfort d'aube 13 comporte deux bords latéraux 15 définissant, avec le reste de la pièce, une gorge 16 de réception de l’aube 12 de la soufflante 10.
On décrit ci-après, en référence avec la , le procédé de fabrication d'un renfort d'aube 13 réalisé en titane ou dans un alliage de titane.
Ce procédé comporte une étape 100 de dégraissage du renfort d'aube 13 pour débarrasser la pièce 13 des dépôts qui l'encrassent. L’étape 100 de dégraissage est effectuée par immersion dans un bain de solution aqueuse à base de potasse. La durée totale de ce bain et de la phase de rinçage est de l’ordre de 50 minutes environ. Par "de l'ordre de", on entend une variation de plus ou moins 10% par rapport à la valeur indiquée.
Le procédé comporte une étape 101 de dépôt d'une couche de nitrure de bore. Le nitrure de bore présente une conductivité thermique élevée, une isolation élevée, une faible propriété diélectrique, une grande légèreté et une excellente stabilité chimique. La couche de nitrure de bore permet de limiter un phénomène d'oxydation se produisant lors de la chauffe en formant une barrière chimique avec l’atmosphère extérieure. L'étape 101 de dépôt de la couche de nitrure de bore est effectuée par dépôt électrostatique d’une poudre de nitrure de bore sur une face externe du renfort d'aube 13.
Le procédé comporte également une étape 102 de mise en forme de la pièce par forgeage. L'étape de forgeage 102 est réalisée à basse température comprise entre 400 degrés Celsius et 800 degrés Celsius et valant de préférence de l'ordre de 750 degrés Celsius. Au cours de cette étape 102, les bord latéraux 15 du renfort d'aube 13 sont repliés pour définir la gorge 16 de réception de l’aube 12 de la soufflante 10.
Après refroidissement de la pièce 13, le procédé comporte une étape 103 de décapage de la couche de nitrure de bore. Le décapage de la couche de nitrure de bore est effectué de préférence au moyen d'un jet d'eau.
Le procédé comporte ensuite une étape 104 de retrait d’une couche de calamine et d'une couche alpha-case par immersion du renfort d'aube 13 dans un bain à ultrasons de solution aqueuse contenant de l’hydroxyde de sodium et du nitrate de sodium. L'immersion de la pièce 13 dans un tel bain permet d'activer la surface de pièce grâce aux ultrasons qui renouvellent le liquide du bain autour du renfort d'aube 13. L'invention peut ainsi être mise en œuvre avec des pièces de géométrie complexe, dans la mesure le bain est actif même dans les zones difficiles d'accès comme le fond du renfort d'aube 13. L'ensemble de la pièce 13 pourra ainsi être nettoyée de sa couche de calamine et de sa couche d'alpha-case.
Avantageusement, une concentration en hydroxyde de sodium de la solution aqueuse est comprise entre 25% et 50% en volume. Une concentration en nitrate de sodium de la solution aqueuse est comprise entre 2.5% et 10% en volume. Un produit de type Ardrox 1631 (nom commercial) peut être utilisé pour obtenir cette solution. Les concentrations en hydroxyde de sodium et en nitrate de sodium peuvent être adaptées en fonction du nombre de pièces immergées dans le bain. Plus le nombre de pièces est important, plus les concentrations en hydroxyde de sodium et en nitrate de sodium sont élevées. Inversement, plus le nombre de pièces est faible, plus les concentrations en hydroxyde de sodium et en nitrate de sodium sont faibles.
Une durée d'immersion d'un renfort d'aube 13 dans le bain à ultrasons est comprise entre 5 et 100 minutes. Le bain à ultrasons est configuré à une fréquence comprise entre 20 kHz et 400 kHz.
L’extrudeuse peut être une extrudeuse bi-vis co-rotative ou contra-rotative, à vis conventionnelle couramment employée pour l’extrusion de matière thermoplastique. Elle présente avantageusement un rapport L/D (Longueur sur Diamètre) allant de 1 à 200, de manière préférée allant de 30 à 80.
La modularité du profil des vis permet d’enchaîner les opérations classiques d’une extrusion réactive telles que l’alimentation, la plastification, le mélange des réactifs, la réaction et la mise en forme dans la filière. Les éléments de vis seront choisis par l’homme du métier de manière à permettre la réalisation des opérations unitaires du procédé.
La vitesse de rotation des vis varie typiquement de 5 à 1500 tours par minutes, de préférence de 5 à 600 tours par minutes, de manière encore plus préférée de 100 à 400 tours par minutes.
L’alimentation en CO 2 peut être réalisée par injection dans des zones positionnées en aval de la zone d’alimentation principale de l’extrudeuse
Selon un mode de réalisation, le CO 2 peut être à l’état sous-critique ou supercritique.
Pour rappel, l’expression « CO 2 à l’état supercritique » désigne un état fluide du dioxyde de carbone (CO 2 ) obtenu lorsque celui-ci est maintenu au-dessus de ses température et pression critiques, respectivement 304,25 K (ou 31 °C) et 72.9 bar.
Typiquement, la pression en CO 2 dans l’extrudeuse est de 0,5 MPa à 10 MPa, de préférence elle est de 2,0 à 6,0 MPa, encore plus préférentiellement de 4,0 MPa.
Les conditions opératoires d’extrusion telles que les profils de vis, de température, le temps de séjour, le débit matière et la vitesse de rotation seront fixées par l’homme du métier.
Typiquement, la température dans les différentes zones de l’extrudeuse varie de 60 °C à 160 °C, de préférence de 120 à 150 °C. Une température préférée permettant l’obtention du polymère ou oligomère carbonaté en rendement satisfaisant est 150 °C.
Selon un mode de réalisation particulier, la pression en CO 2 dans l’extrudeuse est comprise entre 3 et 5 MPa, de préférence égale à 4 MPa, et la température est comprise entre 120°C et 150°C. Le CO 2 est alors à l’état sous-critique.
Le procédé de carbonatation par extrusion réactive présente l’avantage de temps de réaction très courts.
Au sens de la présente invention, le « temps de séjour » ou « temps de séjour moyen » correspond au temps nécessaire à une molécule pour atteindre la filière (sortie de l’extrudeuse) depuis son lieu d’incorporation (Zone d’’alimentation de la molécules). La distribution des temps de séjour est déterminée à partir de la mesure de la concentration d’un traceur par colorimétrie.
Le temps de séjour moyen dans l’extrudeuse est de 0,1 à 30 min. La réaction de carbonatation est typiquement réalisée en moins de 10 minutes. Plus particulièrement le temps de réaction varie de 6 à 9 minutes. Dans des modes de réalisation préférés, la réaction est complète après un temps de séjour de 9 min dans l’extrudeuse.
Le débit massique va généralement de 0,5 à 30 kg par heure, de préférence de 0,5 à 10 kg par heure, de manière préférée encore plus préférée de 1 à 3 kg par heure.
La réaction de carbonatation au sein de l’extrudeuse est réalisée en présence d’un halogénure d’ammonium quaternaire et de CO 2 .
L’halogénure d’ammonium quaternaire joue le rôle de catalyseur dans l’étape de carbonatation. Ainsi, la quantité d’halogénure d’ammonium varie typiquement de 0.1 à 15 % molaire par rapport à la quantité molaire de fonction époxyde, de préférence de 1 à 10% molaire, de manière encore préférée de 3 à 8% ou de 5 à 8% molaire par rapport à la quantité molaire de fonction époxyde.
Selon un autre mode de réalisation, une composition de l’invention comprend de 30% à 99,9% en poids d’au moins un polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé présentant des fonctions amines primaires dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires inférieur à celui du même polyamide vierge. Selon ce mode de réalisation, ledit polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé peut ne pas présenter des fonctions issues de réactions d’oxydation choisies parmi les fonctions benzamide, les nitriles, les amides primaires, les groupements méthyle en fin de chaine, les alcènes, les formamides, les imides, les acides carboxyliques et leurs mélanges dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires supérieur à celui du même polyamide vierge.
Selon encore un autre mode de réalisation, une composition de l’invention comprend de 30% à 99,9% en poids d’au moins un polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé présentant des fonctions issues de réactions d’oxydation choisies parmi les fonctions benzamide, les nitriles, les amides primaires, les groupements méthyle en fin de chaine, les alcènes, les formamides, les imides, les acides carboxyliques et leurs mélanges dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires supérieur à celui du même polyamide vierge et d’au moins un polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé présentant des fonctions amines primaires dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires inférieur à celui du même polyamide vierge.
Selon ce mode de réalisation, une composition de l’invention peut comprendre au moins deux polyamides recyclés différents, à savoir un premier polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé présentant des fonctions issues de réactions d’oxydation choisies parmi les fonctions benzamide, les nitriles, les amides primaires, les groupements méthyle en fin de chaine, les alcènes, les formamides, les imides, les acides carboxyliques et leurs mélanges dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires supérieur à celui du même polyamide vierge et un deuxième polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé, différent dudit premier polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé, présentant des fonctions amines primaires dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires inférieur à celui du même polyamide vierge.
Alternativement, et de façon préférée, il peut s’agir d’un même polyamide présentant à la fois (i) des fonctions issues de réactions d’oxydation choisies parmi les fonctions benzamide, les nitriles, les amides primaires, les groupements méthyle en fin de chaine, les alcènes, les formamides, les imides, les acides carboxyliques et leurs mélanges dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires supérieur à celui du même polyamide vierge et (ii) des fonctions amines primaires dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires inférieur à celui du même polyamide vierge.
Selon un mode de réalisation, le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention comprend plus particulièrement des fonctions issues de réactions d’oxydation choisies parmi les benzamides, nitriles et amides primaires, dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires supérieur à celui du même polyamide vierge.
Selon l’invention, le ratio molaire d’au moins une des fonctions issues de réactions d’oxydation telles que définies précédemment par rapport aux fonctions amides secondaires peut être supérieur pour le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, en comparaison audit ratio molaire pour un même polyamide vierge.
Cela signifie que si l’on mesure, d’une part, la quantité molaire d’une des fonctions issues de réactions d’oxydation telles que définies précédemment et, d’autre part, la quantité molaire des fonctions amides secondaires dans le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, et que l’on fait le rapport entre ces deux quantités molaires (de sorte à obtenir le ratio molaire de ladite fonctions issues de réactions d’oxydation par rapport aux fonctions amides secondaires pour le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention), ledit ratio sera supérieur à celui calculé pour un même polyamide vierge (c’est-à-dire supérieur au rapport entre, d’une part, la quantité molaire d’une des fonctions issues de réactions d’oxydation telles que définies précédemment et, d’autre part, la quantité molaire des fonctions amides secondaires dans un même polyamide vierge).
En particulier, selon l’invention, les fonctions issues de réactions d’oxydation peuvent être présentes dans le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires supérieur d’au moins 10%, par exemple supérieur d’au moins 100%, par exemple supérieur d’au moins 150%, par exemple supérieur d’au moins 300%, par rapport à celui du même polyamide vierge.
Selon l’invention, le ratio molaire des fonctions amines primaires par rapport aux fonctions amides secondaires peut être inférieur pour le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, en comparaison audit ratio molaire pour un même polyamide vierge.
De façon similaire à ce qui a été exposé précédemment, cela signifie que si l’on mesure, d’une part, la quantité molaire des fonctions amines primaires et, d’autre part, la quantité molaire des fonctions amides secondaires dans le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, et que l’on fait le rapport entre ces deux quantités molaires (de sorte à obtenir le ratio molaire des fonctions amines primaires par rapport aux fonctions amides secondaires pour le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention), ledit ratio sera inférieur à celui calculé pour un même polyamide vierge (c’est-à-dire inférieur au rapport entre, d’une part, la quantité molaire des fonctions amines primaires et, d’autre part, la quantité molaire des fonctions amides secondaires dans un même polyamide vierge).
En particulier, selon l’invention, les fonctions amines primaires peuvent être présentes dans le polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention dans un ratio molaire par rapport aux fonctions amides secondaires inférieur d’au moins 10%, par exemple inférieur d’au moins 50%, par exemple inférieur d’au moins 100%, par exemple inférieur d’au moins 150%, par rapport à celui du même polyamide vierge.
Les quantités molaires des fonctions amines primaires et les quantités molaires des fonctions amides secondaires (et par conséquent le ratio molaire entre ces deux quantités) peuvent être notamment mesurées par RMN, par exemple par RMN du proton, en particulier selon les conditions décrites ci-après.
Les compositions de l’invention comprennent de 30% à 99,9% en poids d’au moins un polyamide de formule XY ou A/XY, tel que défini selon l’invention, recyclé, par rapport au poids total de ladite composition.
Selon un mode de réalisation, les compositions de l’invention peuvent comprendre de 50 à 99,5% en poids dudit polyamide de formule XY ou A/XY recyclé, par rapport au poids total de la composition, par exemple de 70 à 99% en poids, par exemple de 80 à 98,5% en poids.
Comme indiqué précédemment, le polyamide de formule XY ou A/XY utilisé dans les compositions selon l’invention est recyclé.
Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention, dans un polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, le ratio molaire des fonctions formamides par rapport aux fonctions amides secondaires est compris entre 0,0005 et 0,1, notamment entre 0,001 et 0,08, en particulier entre 0,005 et 0,05.
Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention, dans un polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, le ratio molaire des fonctions acides carboxyliques par rapport aux fonctions amides secondaires est compris entre 0,0005 et 0,1, notamment entre 0,001 et 0,08, en particulier entre 0,005 et 0,05.
Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention, dans un polyamide de formule XY ou A/XY recyclé de l’invention, le ratio molaire des fonctions méthyles en fin de chaine par rapport aux fonctions amides secondaires est compris entre 0,0005 et 0,2, notamment entre 0,001 et 0,08, en particulier entre 0,005 et 0,05.
Il est bien évident qu’en fonctions des déchets et de l’exposition auxquels ils auront été soumis, une ou plusieurs fonctions issues de réactions d’oxydation peuvent être présentes.
La composition peut également comprendre des résidus de stabilisants choisis parmi les phénols, les quinones, les stylbénéquinone et le phosphite.
Le terme « polyamide » désigne aussi bien un homopolyamide qu’un copolyamide.
Le polyamide peut comprendre des motifs aromatiques, cyclo-aliphatiques ou un mélange des deux.
Ledit polyamide présente avantageusement un nombre moyen d’atome de carbone par atome d’azote supérieur ou égal à 6, de préférence supérieur ou égal à 8, en particulier supérieur ou égal à 9, notamment supérieur ou égal à 10.
Le polyamide recyclé utilisé dans les compositions de l’invention est un polyamide de formule XY ou A/XY dans laquelle :
avec au moins l’un de X et/ou Y étant cycloaliphatique, arylaliphatique ou aromatique.
Selon un mode de réalisation, lorsque le polyamide de formule XY ou A/XY de l’invention comprend uniquement une (ou plusieurs) diamine(s) X aliphatique(s), il comprend alors au moins un diacide Y cycloaliphatique ou aromatique.
L’invention consiste à proposer un dispositif de diffusion perfectionné en ce que les moyens internes d’ouverture de ces capsules comprennent une plaque 12 pourvue d’une série d’éléments perforants 11 qui est montée dans l’embase 1a sous le plateau 5 de support des capsules et sur un organe 4 de rappel élastique vers l’embase 1a (par exemple un ressort de traction). Cette plaque 12 est couplée à un levier 2 coopérant avec une came 3 portée par le capot pivotant 1b pour assurer la sortie de la plaque 12 lors de l’ouverture du boîtier 1 et permettre la préhension des capsules usagées.
Le capot 1b est pourvu d’une articulation comportant un axe 3a assurant, d’une part, son pivotement pour ouvrir le boîtier 1 et portant, d’autre part, la came 3.
Dans le mode de réalisation du dispositif de l’invention représenté ici sur les figures, cette came 3 est formée d’une ailette de section sensiblement elliptique prolongeant, d’une seule pièce, l’axe 3a vers l’intérieur de l’embase 1a et dont les extrémités longitudinales sont engagées dans des orifices 10 ménagés sur les flancs du capot 1b.
Le levier 2 présente, quant à lui, une section au moins partiellement triangulaire à trois faces. Une première face 21 est destinée à venir au contact de la came 3 tandis qu’une seconde face 22 est en contact avec la plaque 12 portant les éléments perforants 11 en assurant son guidage et une troisième face 23 coulisse sur l’embase 1a sous l’action de la came 3. De préférence, la plaque 12 au contact de la troisième face 23 du levier 2 présente un bord chanfreiné favorisant son coulissement.
La première face 21 du levier 2 présente une zone d’inflexion 2a délimitant deux pentes d’inclinaison distinctes, respectivement, une première pente convergente 21a se rapprochant du capot 1b et une seconde pente 21b divergente s’éloignant du capot, comme illustré par les figures 3 à 6.
Lors d’une première phase de l’ouverture du boîtier 1 illustrée par la , la came 3 est entraînée en rotation par le pivotement du capot 1b via l’axe 3a, ici vers le haut, et vient en contact de butée contre la pente convergente 21a. La came 3 exerce, au cours de l’ouverture du boîtier, une poussée sur le levier 2 qui est alors déplacé en translation vers l’intérieur de l’embase 1a en soulevant la plaque 12 portant les éléments perforants 11 vers l’extérieur (ici vers le haut) et en mettant l’organe 5 de rappel sous tension.
Dans cette dernière position, le plateau 5 supportant les capsules usagées est surélevé et l’utilisateur peut ainsi les prendre facilement pour les remplacer par de nouvelles capsules. Toutefois, la plaque 12 ne remonte pas complètement dès le début de l’ouverture du capot 1b car la pente 21a étant convergente, l’effort de poussée et la montée de la plaque 12 sont progressifs.
La pente divergente 21b, qui est séparée de la pente convergente 21a par la zone d’inflexion 2a, correspond, quant à elle, à la phase finale de l’ouverture du boîtier 1. Dans cette phase, la came 3 est libérée et le levier 2 retourne vers sa position initiale tandis que la plaque 12 est rappelée vers l’intérieur de l’embase 1a (et ici vers le bas) sous l’action de l’organe de rappel 4 qui se détend pour retrouver sa position de repos, comme illustré par la . Ainsi, une fois, la zone d’inflexion dépassée, la plaque 12 est en mesure de redescendre sans contrainte en position basse. Sans cette disposition spécifique, il eut été impossible de gérer la montée des éléments perforants 11 en fin de course et de retourner en position initiale quelques degrés plus tard une fois la fermeture complète.