制造工艺-27预制体加工-8wo2014135798a1

1、(12) DEMANDE INTERNATIONALE PUBLIE EN VERTU DU TRAIT DE COOPRATION EN MATIRE DE BREVETS (PCT)(19) Organisation Mondiale de la PropritIntellectuelleBureau international(10) Numro de publication internationaleWO 2014/135798 Al(43) Date de la publication internationale12 septembre 2014 (12.09.2014)WIPO

2、IPCT(51)Classification internationale des brevets :BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM,DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT,HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR,KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME,MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ,OM

3、, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA,SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM,TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.tats dsigns (sauf indication contraire, pour tout titre de protection rgionale disponible) : ARIPO (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, S

4、Z, TZ, UG, ZM, ZW), eurasien (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM), europen (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV,MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM,TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG).B29C 70

5、/30 (2006.01)B29B 11/16 (2006.01)(21)Numro de la demande internationale :PCT/FR2014/050500Date de dpt international :5 mars 2014 (05.03.2014)(22)(25)(26)(30)Langue de dpt :Langue de publication :Donnes relatives la priorit :franaisfranais(84)61/773,9317 mars 2013 (07.03.2013)USdu Gnral(71)Dposant :

6、SNECMA FR/FR; 2 Boulevard Martial Valin, F-75015 Paris (FR).(72)Inventeur : GIMAT, Matthieu; c/o SNECMA PI (AJI), Rond-point Ren Ravaud -Rau, F -77550 Moissy-Cramayel Cedex (FR).Mandataires : BOURA, Olivier et al.; Cabinet Beau de Lomnie, 158 Rue de lUniversit, F -75340 Paris Cedex 07 (FR).tats dsig

7、ns (sauf indication contraire, pour tout titre de protection nationale disponible) : AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY,Publie :(74)avec rapport de recherche internationale (Art. 21(3)avant lexpiration du dlai prvu pour la modification des revendications, sera republie si

8、 des modifications sont re ues (rgle 48.2. h)(81)(54) Title : FIBROUS INSERT INTENDED TO FILL AN EMPTY SPACE IN A FIBROUS PREFORM FOR THE PRODUC TION OF A TURBOMACHINE PART MADE FROM COMPOSITE MATERIAL(54) Titre : INSERT FIBREUX DESTINE A COMBLER UN ESPACE VIDE DUNE PREFORME FIBREUSE POUR LA FA BRIC

9、ATION DUNE PIECE EN MATERIAU COMPOSITE DE TURBOMACHINE(57) Abstract : The invention concerns a fibrous insert intended to fill an empty space in a fibrous preform for the production of a turbomachine part made from com posite material, the insert comprising a fibrous reinforce ment having an elongat

10、e main portion (102) of which onestraightsection is substantiallyconstantoverthe en tire length ofthe insert and at least one tab (104) rigidly connected to the main portion ofthe insert and exten ding over the entire length of same, said tab being desi gned to be able to be cut and folded against a

11、 side (102b) ofthe main portion ofthe insert in order to local ly vary the straight section of same.(57) Abrg : Linvention concerne un insert fibreux destincombler un espace vide dune prforme fi breuse pour la fabrication dune pice en matriau com posite de turbomachine, linsert comprenant un renfort

12、 fibreux ayant une partie principale allonge (102) dont une section droite est sensiblement constante sur toute la longueur de linsert et au moins une languette (104) soli daire de la partie principale de linsert et stendant sur toute la longueur de celui-ci, ladite languette tant apte pouvoir tre d

13、coupe et rabattue contre un flanc (102b) de la partie principale de linsert pour faire varierlocale ment la section droite de celle-ci.WO 2014/135798 AlWO 2014/135798PCT/FR2014/050500Insert fibreux destin combler un espace vide dune prformefibreuse pour la fabrication dune pice en matriau composite

14、de turbomachine5Arrire-plan de linventionLa prsente invention se rapporte au domaine gnral des pices en matriau composite de turbomachine comprenant un renfort fibreux densifi par une matrice. Elle concerne plus prcisment les inserts fibreux qui viennent combler un espace vide form dans une prforme

15、fibreuse de pice de turbomachine aronautique en matriau composite.Des exemples de pices de turbomachine ncessitant le positionnement de tels inserts sont notamment les plateformes daubes de soufflante et les aubes redresseur (appeles OGV pour Outlet Guide Va ne ).II est connu davoir recours aux matr

16、iaux composites pour laralisation de diffrentes pices dune turbomachine aronautique. Ces pices peuvent ainsi tre obtenues par ralisation dune prforme fibreuse1015et densification de la prforme par une matrice. Selonlapplicationenvisage, la prforme peut tre en fibres de verre, carbone ou cramique et

17、la matrice peut tre en un matriau organique (polymre), en carboneou en cramique.20Pour lesplateformesdaubesdesoufflanteetles aubesredresseur quisont despices deformegomtriquerelativement complexe, il est connu de raliser une structure fibreuse par tissage 3D ou multicouches et de mettre en forme la

18、structure fibreuse pour obtenir une prforme fibreuse ayant une forme voisine de celle de la pice fabriquer.Au cours du tissage de la structure fibreuse pour la fabrication de ces pices, il est courant de recourir des dliaisons, cest-dire que les couches de fils qui sont utilises pour tisser la struc

19、ture fibreuse ne sont pas lies entre elles certains endroits spcifiques de la structure. Gnralement, les portions de couches de fils qui ne sont pas lies entre elles sont cartes lune de lautre au cours de la mise en forme de la structure fibreuse, laissant un espace vide de fibres ces endroits.Cet e

20、space vide de fibres peut difficilement tre combl par unesimple variation de lpaisseur de lbauche fibreuse. Il apparat donc ncessaire de le combler avant ltape de densification de la prforme253035WO 2014/135798PCT/FR2014/0505002fibreuse. A cet effet, il est connu de recourir un insert fibreux qui es

21、tune pice rapporte que lon vient positionner dans lespace laiss vide parles dliaisons. La prforme fibreuse munie desoninsertfibreuxestensuite densifie par une matrice pour former la pice en matriau composite souhaite. Les inserts fibreux servent ainsi renforcer ia pice enmatriau composite fabriquer.

22、5La ralisation de ces inserts fibreux constitue une tape fabrication supplmentaire dans la gamme complte de ralisation depice en matriau composite quils viennent renforcer. Par ailleurs,de lalesespaces vides dans la pice fabriquer qui sont combls par fibreuxprsententgnralementunesectiondroitequiparf

23、aitement constante sur toute leur longueur, de sorte que lales inserts nestpasfabrication10de ces inserts fibreux constitue une tape de fabrication supplmentairequi est particulirement coteuse. En outre, il rsulte du recours desinserts ayant une section droite constante sur toute leur longueur que l

24、e taux de fibres nest pas homogne sur toute la prforme fibreuse de lapice fabriquer.15Objet et rsum de linventionLa prsente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvnients en proposant un insert fibreux dont la ralisation est simple et rapide et qui prsente une section droite pou

25、vant aisment sadapter des variations de la section droite de lespace vide quil vient combler.Conformment linvention, ce but est atteint grce un insert fibreux comprenant un renfort fibreux ayant une partie principale allonge dont une section droite est sensiblement constante sur toute la longueur de

26、 linsert et au moins une languette solidaire de la partie principale de linsert et stendant sur toute la longueur de celui-ci, ladite languette tant apte pouvoir tre dcoupe et rabattue contre un flanc de la partie principale de linsert pour faire varier localement la section droite de celle- ci.La r

27、alisation dune languette fibreuse directement intgre lapartie principale de linsert fibreux permet de disposer dune variable dajustement en cas de variation de section droite de lespace de la prforme fibreuse que doit combler linsert. En pratique, il est possibledidentifier par simulation les emplac

28、ements de ces variations de section20253035WO 2014/135798PCT/FR2014/0505003de lespace vide dans la prforme fibreuse de la pice enmatriaucomposite fabriquer. Aprs identification de ces emplacements,lalanguette fibreuse est fibreux correspondantstructurefibreusedcoupe et rabattue aux emplacements de l

29、insert ces variations de sectiondelespacedela5comblerdesorteraliserlocalementdessurpaisseurs de section au niveau de la partie principale de linsert. Il est ainsi possible dobtenir une prforme fibreuse dont le taux de fibres est homogne.Par ailleurs, linsertfibreux selon linvention est une pice qui

30、est10aise et rapide de ralisation puisquelle allonge de section droite constante surlaquelle est intgre une simple languetteconsiste en une simple partie toute la longueur de linsert fibreuse stendant sur toute lalongueur de linsert. Cet insert fibreux est donc bas cot de ralisation.La partie princi

31、pale et la languette de linsert fibreux peuvent former une seule et mme pice obtenue par tissage. Alternativement, ils peuvent former une seule et mme pice obtenue par tressage.La partie principale de linsert fibreux peut prsenter une section droite de forme triangulaire. Dans ce cas, la languette p

32、eut tre solidaire dune arte de la partie principale et stendre latralement sur au moinstoute la largeur du flanc de la partie principale.1520Linventionaaussipourobjetuneauberedresseurdeturbomachine en matriau composite fibreux tel que dfini prcdemment.Linvention a encore pourcomprenantau moinsuninse

33、rtobjet uneplateforme daube decomprenant aumoins25soufflante de turbomachine en matriau compositeun insert fibreux tel que dfini prcdemment.Linvention concerne galement une turbomachine comprenant au moins une telle aube redresseur et/ou au moins une telle plateformedaube de soufflante.30Brve descri

34、ption des dessinsDautres caractristiques et avantages de la prsente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en rfrence aux dessins annexs qui en illustrent des exemples de ralisation dpourvus de toutcaractre limitatif. Sur les figures :35WO 2014/135798PCT/FR2014/0505004- la figure

35、 1 est une vue schmatique et partielle dune prforme fibreuse daube redresseur de turbomachine munie dun insert fibreux conforme linvention ;- les figures 2A 2D montrent un exemple de ralisation linsert fibreux de la figure 1 ; et- la figure 3 montre de faon schmatique des variantesralisation dun ins

36、ert fibreux conforme linvention.de5deDescription dtaille de linvention Linvention sapplique touteturbomachine de forme gomtrique10pice en matriau compositerelativement complexe quideestfabriquepartirdunestructurefibreuseobtenuepartissagetridimensionnel (3D), la structure fibreuse tant mise en forme

37、pour obtenir une prforme fibreuse ayant une forme voisine de celle de la pice fabriquer.De manire plus prcise, linvention sapplique toute prforme fibreuse destine la fabrication dune pice en matriau composite de turbomachine pour laquelle le tissage de lbauche fibreuse a ncessit de recourir des dlia

38、isons, cest-dire des portions de couches de fils qui sont dlies pour permettre dcarter les portions non lies de fils lune de lautre au cours de ltape de mise en forme de la prforme fibreuse.Un exemple dapplication est celui des aubes redresseur desoufflante de turboracteur, galement appeles OGV pour

39、 Outlet Guide1520Vane , qui sont disposes en aval des aubes de soufflante dansle canalexemple qui sont25dcoulementdufluxfroidduturboracteur.Unautredapplication est celui des plateformes daubes de soufflantedisposes entre les aubes de la soufflante dans le prolongement du cne dentre de celle-ci.La fi

40、gure 1 reprsente de faon schmatique une prforme fibreuse 10 destine la fabrication dune aube redresseur de soufflante de turboracteur en matriau composite.De manire connue en soi, la prforme fibreuse 10 dune telle aube redresseur est obtenue par tissage 3D ou tissage multicouche et mise en forme dun

41、e bauche fibreuse en une seule pice. Lbauche fibreuse est ralise sous forme dune bande fibreuse stendant de faongnrale dans une direction X correspondant la direction longitudinale et3035WO 2014/135798PCT/FR2014/0505005prsentant une paisseur variable dtermine en fonction de lpaisseur de profil de la

42、 pale 12 de laube redresseur raliser.La bande fibreuse utilise pour raliser la prforme fibreuse 10 comprend un ensemble de couches de fils de chane lis par des fils de trame par tissage tridimensionnel. Au niveau de lune de ses extrmits longitudinales, la bande fibreuse prsente une dliaison entre le

43、s couches de fils de chane, cest-dire quau cours du tissage de la bande fibreuse, les couches de fils de chane constituant la bande fibreuse ne sont plus lies entre elles par des fils de trame au niveau dune extrmit de la bande fibreuse. Ainsi, au cours de ltape de mise en forme, les portions 14a, 1

44、4b non lies de couches de fils de chane de la bande fibreuse peuvent tre cartes lune de lautre (ou dplies) pour former une prforme de plateforme interne 14 daube redresseur. Le dpliage de ces portions 14a, 14b non lies de couches de fils de chane cr un espace vide de fibres 16 entre les deux portion

45、s.Aprs mise en forme de la prforme fibreuse 10 et avant ltapede densification de celle-ci par une rsine, lespace vide 16 cr par le dpliage des portions 14a, 14b est combl au moyen dun insert fibreux100.Linsert fibreux 100 est une pice fibreuse ralise par tissage ou tressage partir de fils de mme nat

46、ure que ceux utiliss pour la ralisation de la prforme fibreuse 10. Cette pice fibreuse prsente une forme gomtrique la plus proche possible de lespace vide 16 quelle doit combler. En lespce, linsert fibreux 100 possde ici une forme allonge de section droite sensiblement triangulaire.En pratique, la s

47、ection droite de lespace vide 16 nest jamais parfaitement constante sur toute sa longueur. En particulier, il est possible didentifier par simulation lectronique lemplacement des zones de cet espace vide pour lesquels existent des variations de la section droite. Linsert fibreux qui vient combler ce

48、t espace vide doit donc pouvoir parfaitement pouser ces variations de section droite.Les figures 2A 2D illustrent de faon schmatique un exemple51015202530de ralisation dun insert fibreux conforme linvention et apte combler lespace vide de la prforme fibreuse 10 de la figure 1.venir35Comme reprsent s

49、ur la figure 2A, linsert fibreux est ralispar tissage (ou tressage) de plusieurs couches de fils formant une partieWO 2014/135798PCT/FR2014/0505006principale102 de forme allonge et dont la section droite est triangulaireet sensiblement constante sur toute la longueur de linsert. Cette partieprincipa

50、le 102 prsente ainsi trois artes 102a dlimitantlatraux 102b.troisflancs5Linsert fibreux comprend galement au moins une languette 104 qui est solidaire de la partie principale 102 et qui stend sur toute la longueur de celle-ci.Plus prcisment, dans lexemple de ralisation des figures 2A 2D, la languett

51、e 104 forme une surlongueur qui stend partir de lune des artes 102a de la partie principale 102 de linsert fibreux et qui stend latralement sur une distance correspondant toute la largeur dun flanc 102b de la partie principale. Cette languette est une bande fibreuse compose dune ou plusieurs couches

52、 de fils et est tisse (ou tresse) en une seule et mme pice avec la partie principale de linsert.Au cours de ltape suivante de ralisation de linsert fibreux illustre par la figure 2B, la languette 104 est dcoupe selon une dcoupe pralablement dfinie. Cette dcoupe est en particulier dfinie aprs avoir i

53、dentifi par simulation les emplacements de lespace vide de la prforme fibreuse combler pour lesquels une variation de la section droite est ncessaire.Au cours de ltape suivante, la languette dcoupe 104 est rabattue contre lun des flancs 102b de la partie principale de linsert fibreux comme reprsent

54、par la flche sur la figure 2C.On obtient ainsi un insert fibreux 100 ayant des sections droitesdiffrentes le long de sa longueur. Les coupes I, II et III de la figure 2D10152025reprsentent ces variations de section droite de linsert fibreux.particulier, au niveau de la section I, la section droite de linsert fibreuxEncorrespond celle de la partie principale 102 laquelle sajouteunesurpaisseur forme par la languette 104 sur tout le flanc 102b. En30comparaison, la section droite II de la languette 104 (celle-ci nepartieprincipale),tandisqueest ampute dune par