WO2013186477A1 - Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite - Google Patents

Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite Download PDF

Info

Publication number
WO2013186477A1
WO2013186477A1 PCT/FR2013/051347 FR2013051347W WO2013186477A1 WO 2013186477 A1 WO2013186477 A1 WO 2013186477A1 FR 2013051347 W FR2013051347 W FR 2013051347W WO 2013186477 A1 WO2013186477 A1 WO 2013186477A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
keys
core
skin
assembly
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2013/051347
Other languages
English (en)
Inventor
Guy Bernard Vauchel
Eric Pillon
Denis GRENET
Maxime COIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Nacelles SAS
Original Assignee
Aircelle SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aircelle SA filed Critical Aircelle SA
Priority to CA2874959A priority Critical patent/CA2874959A1/fr
Priority to CN201380030702.8A priority patent/CN104379327B/zh
Priority to RU2014153352A priority patent/RU2014153352A/ru
Priority to EP13733387.8A priority patent/EP2858812A1/fr
Priority to BR112014029250-7A priority patent/BR112014029250A2/pt
Publication of WO2013186477A1 publication Critical patent/WO2013186477A1/fr
Priority to US14/567,006 priority patent/US20150090396A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/48Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling
    • B29C33/485Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling cores or mandrels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/446Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076Curing, vulcanising, cross-linking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/02Cellular or porous
    • B32B2305/024Honeycomb

Definitions

  • the invention relates to a tool assembly for manufacturing a composite part and to a method for manufacturing a composite part.
  • the manufacture of a piece of composite material can be achieved by a ply draping step against a male form, that is to say by pressing against a male form of several folds of carbon, prepreg or not of a resin, then by a polymerization step, that is to say by heating the assembly in an oven to give the plies the desired rigidity.
  • the part thus formed is then able to be demolded by removal of the mold.
  • An example of a particularly difficult piece to be made of composite material by this type of process is an external turbojet engine nacelle structure such as a movable thrust reverser cowl, for a so-called "O-Duct" nacelle structure.
  • An aircraft is driven by several turbojet engines each housed in a nacelle for channeling the air flows generated by the turbojet, and that it can also house a set of devices performing various functions such as a thrust reversal device which is The role is to improve the braking ability of the aircraft by redirecting forward at least a portion of the secondary flow air.
  • a nacel generally has a tubular structure comprising an air inlet upstream of the turbojet engine, a median section intended to surround a fan of the turbojet engine, a downstream section housing the thrust reverser means and intended to surround the chamber. combustion of the turbojet engine, and is generally terminated by an ejection nozzle whose output is located downstream of the turbojet engine.
  • a nacelle intended to be supported by a pylon of the turbojet comprising a thrust reverser device having a substantially single peripheral and substantially annular one-piece mobile cover, slidably mounted on rails disposed on either side of said pylon.
  • a thrust reverser device having a substantially single peripheral and substantially annular one-piece mobile cover, slidably mounted on rails disposed on either side of said pylon.
  • Such a hood is often referred to by the Anglo-Saxon terms "O-duct”, alluding to the ferrule shape of such hood, as opposed to "D-duct”, which actually comprises two half-hoods. each extending on a half-circumference of the nacelle.
  • Such tools generally have three, four or five parts called “keys” whose fixing between them is done internally of the structure, either mechanically by bolting, or by a system of automatic isons and key manipulation. all wrapped by a plastic bladder.
  • the keys ensure the structural strength of the tooling.
  • the tooling comprises an internal central core on which is positioned a plurality of unsealed keys.
  • the impermeability is directly carried out on the internal core, which makes it possible to avoid problems with the bulk of the bladder because it is no longer necessary to wrap the inner part of the mold.
  • the inner wall of the keys adopts substantially the same shape as the outer wall of the core, and the keys are bolted together at their side walls.
  • micro-slits result, during baking, for example from skins pre-impregnated with a resin, a flow of the resin between the micro-slots, which can create aerodynamic accidents of the composite structure manufactured.
  • the present invention proposes to solve the aforementioned drawbacks, by proposing a tooling for the manufacture of a composite material part that can not be removed from the mold, the bladder of which is of reduced size and its easy installation, and of which it tooling makes it possible to respect precisely the dimensions of the composite parts to be manufactured.
  • the present invention relates to a tool assembly for manufacturing a composite part greater than 180 ° circumference having at least one convex surface that can not be demolded, said assembly comprising at least one core and a plurality key wrenches, at least one of said wrenches comprising at least one support wall having a profile substantially similar to that of a working wall of said core, at least one support wall intended to support at least part of a first skin of said workpiece composite to be manufactured, and at least one side wall comprising holding means shaped to keep at least two adjacent keys between them, said tool assembly being remarkable in that the means for holding the keys allow at least a circumferential clearance between minus two adjacent side walls of the keys.
  • said holding means comprise elastic means.
  • the holding means comprise at least one movable bolt between a position of prominence and a retracted position.
  • At least one side wall of at least one key comprises at least one hooking ramp of the holding means.
  • the working wall of the core is of substantially cylindrical shape and said core comprises at least one handling wall of diameter substantially greater than the diameter of the working wall.
  • the core includes a positioning stop of the set of keys.
  • the tool assembly includes at least two distinct contact areas between the key set and the core.
  • the core comprises inside a handling base intended to be handled by an external handling device.
  • a handling base inside the core, it avoids having a base that protrudes from the mold, which reduces the floor area necessary for the installation of the tool assembly and a better accessibility of the operator during the draping phase.
  • a centralizer at the upper and lower parts of the core, advantageously positioning the assembly in the vertical position or horizontal position.
  • At least one of the keys comprises at least one lifting ring intended to cooperate with at least one lifting sling.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a composite part, remarkable in that it comprises the following steps aimed at:
  • such a first skin makes it possible not to drape the composite folds on the discontinuous keys, and advantageously avoids aerodynamic accidents that may occur during the polymerization of the assembly.
  • FIG. 3 is a detail view centered on the positioning stop of the keys on the core
  • FIG. 4 is a view of the set of keys
  • FIG. 5 represents a key in isometric view
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the keys along the line 6-6 of Figure 4; - Figure 7 is a detail view illustrating the maintenance of the keys together according to a first embodiment;
  • FIG. 10 is a detail view illustrating the maintenance of the keys together according to a first embodiment
  • FIG. 11 illustrates the installation of keys on the core when the maintenance between the keys is carried out according to the second embodiment
  • FIG. 18 details the method of disassembly of the keys when the maintenance between them is realized by the first embodiment
  • FIG. 21 represents the composite part resulting from the manufacturing method according to the invention.
  • identical or similar references designate the same or similar organs or sets of members.
  • the tool assembly 1 comprises a core 3 of substantially cylindrical shape, on which is positioned a plurality of keys 5.
  • the core 3 comprises an outer wall 7 whose upper part 8 forms a so-called working wall 9.
  • the core also comprises a handling wall 10 at the bottom 1 1 of the outer wall 7.
  • the handling wall 10 is substantially cylindrical, of diameter substantially greater than that of the working wall 9.
  • the handling wall allows the handling of the core through an external handling device (not shown in this figure).
  • the handling wall has a positioning stop 13 allowing the keys to be held on the core 3.
  • said stop has a groove 14 for receiving the part. lower keys.
  • the positioning stop may, according to a variant not shown in the figures, be made directly on the working wall.
  • the working wall is flared at its lower part, so as to allow contact between the keys and the core only at the end of positioning the keys on the core.
  • the lower part January 1 of the core comprises inside a handling base 15, cooperating with the handling device, as explained in more detail in the following description.
  • the core is directly placed on the ground, the inner wall is then no longer equipped with the handling base.
  • the core for example metal, is preferably made of a low coefficient of expansion material in order to limit its deformation during the autoclave of the assembly.
  • a set 16 of keys is made by assembling several keys 5 between them.
  • the set of keys may comprise a different number of keys according to the needs of the skilled person.
  • the keys 5 each comprise a support wall 17 forming all the surface of the part to be manufactured when the keys are assembled together.
  • Figure 5 illustrates a key in isometric view.
  • the key 5 comprises a support wall 19 substantially similar to the profile of the working wall of the core.
  • a slight clearance can be provided between the working wall of the core and the support wall of the keys, to allow removal of the core or keys when the polymerization phase is performed, as described in more detail in the following the description.
  • the key 5 comprises a lower portion 20 intended to be supported by the positioning stop 13 of the core, as shown in FIG.
  • the key 5 is also intended to come into contact with an upper portion 21 of the working wall of the core, visible in FIG.
  • the zones 13 and 21 of the core thus represent the two contact zones between the set of keys and the core.
  • the key 5 is preferably hollow so as to minimize the mass of the assembly.
  • the keys 5 are preferably made of composite materials also for the sake of limiting the mass of the assembly.
  • the key 5 further comprises structural reinforcements 22 ensuring the rigidity of the tool assembly.
  • each key 5 includes two substantially planar side walls 23 and 25, each engaging adjacent sidewalls to form the key assembly 16.
  • the side walls 23 and 25 are shown parallel to each other, but can be indifferently inclined.
  • the holding means between the keys 5 are positioned at the side wall 23 of the key 5.
  • the holding means comprise an assembly consisting of a screw 27 and a nut 29 cooperating with the screw and housed inside the adjacent key.
  • the screw 27 further comprises elastic means such as a spring 31, allowing a circumferential clearance J between the side walls 23 and 25 of the adjacent keys when the set of keys is constituted.
  • the game J makes it possible to ensure a good centering of the keys on the core.
  • the keys are assembled together before positioning them on the core.
  • the set of keys is self-supporting before being placed on the core, the side walls 23 being in contact with the side walls 25.
  • the positioning of the keys on the core is achieved through a handling device such as a mobile forklift 33.
  • the forklift 33 comprises gripping lugs 35 for gripping the set of keys at the lower part 20 of the keys.
  • the gripping lugs 35 are in the form of two flexible clamps 35a and 35b mounted fixed on the forklift.
  • clamps are rigid and pivotally mounted each around a longitudinal axis of the carriage.
  • the handling device is fixed and integrated into the workstation of an operator.
  • the holding means comprise a bolt 37 supported by the side wall 23 of the key 5.
  • the bolt 37 is shown in position of prominence. In such a position, an end portion 39 of the bolt 37 cooperates with a hooking ramp 41 integral with the key 5 adjacent, ensuring the locking in vertical downward translation of a key 5 relative to the adjacent key.
  • the sliding bolt is between a position of prominence and a retracted position allowing the disassembly of the keys.
  • the bolt 37 also allows circumferential clearance between the adjacent keys to ensure proper centering of the keys around the core.
  • the assembly of the keys is performed by positioning one by one the keys on the core, as shown in Figure 1 1.
  • a first key is positioned on the core 3.
  • the bolt 37 is placed in a prominent position.
  • the successive positioning of the keys is achieved by positioning one by one the adjacent keys.
  • the hooking ramp 41 of the second key is positioned opposite the bolt 37, then the end portion of the bolt is slid inside the hooking ramp. Simultaneously, the lower part 20 of the key is inserted into the positioning stop 13 of the core.
  • This method is iterated until all the keys are positioned on the core and the support walls 17 form the surface of the part to be manufactured.
  • the part that one seeks to manufacture is for example an acoustic panel intended to equip a turbojet engine nacelle to reduce the noise from certain portions of the assembly constituted by the nacelle and the turbojet engine.
  • an acoustic panel also called “sandwich panel” in reference to its structure, comprises a first skin, called “inner skin” on which is fixed a honeycomb core structure or honeycomb structure, intended to mitigate a noise, on which is fixed a second skin, called “outer skin”.
  • the outer skin refers to the skin that is in contact with the circulation vein of the secondary air flow.
  • the outer skin is perforated so as to pass the sound waves from the area to be attenuated acoustically, while the inner skin is full.
  • the manufacturing method according to the invention comprises a first step of draping and autoclave polymerization of a first skin.
  • the first skin referred to in the aforementioned step of the manufacturing method is an external skin, that is to say an acoustic skin.
  • said first skin may be either the inner skin of the acoustic panel, or the outer skin of said panel, depending on the area of the nacelle that the acoustic panel is intended to equip.
  • an acoustic panel is produced for a one-piece thrust reverser cowl, for a so-called "O-Duct" nacelle structure.
  • the first step of the manufacturing process of the acoustic panel is aimed at producing a skin having a continuous surface that makes it possible to guarantee, as explained in greater detail in the remainder of the description, a clean aerodynamic surface when it is integrated into the assembly. tooling according to the invention.
  • the skin which can be acoustic is manufactured according to the required sound attenuation needs by means of a mold external to the tooling assembly according to the invention, the outer surface of which draping said mold is sim ilaire to the external surface formed by the support walls of the assembled keys.
  • the outer surface of the mold is a continuous surface that has no surface discontinuity on the drape area.
  • the draping is carried out for example by pressing against the mold several plies carbon, prepreg or not of a resin. Then, the mold and the carbon folds follow a polymerization step, that is to say heating in an oven to give the folds the desired rigidity.
  • the acoustic skin has a surface of revolution of about 330 °, corresponding to the angle between the sides of the rails along which slides the one-piece thrust reverser cowl.
  • the acoustic skin resulting from the first step of the manufacturing process is open, preferably flexible and of limited thickness, so that it can be removed from the mold by elastic deformation of its structure.
  • the acoustic skin may have a surface of revolution greater than 330 °, for example 360 °, the extraction of said skin from its mold may for example be achieved by a device of the type of that defined in the patent application No. 12/50482 belonging to the applicant and not yet published.
  • FIG. 12 represents the tool assembly 1 according to the invention, the keys 5 being mounted on the core 3.
  • the mounting of the keys on the core is carried out indifferently according to one either of the aforementioned methods of assembly with reference to FIGS. 7 and 10.
  • Figure 13 illustrates the manufacturing phase of an acoustic panel.
  • the first skin 43 constituted here by an acoustic skin previously draped and polymerized as previously described, is positioned on the support walls 17 of the set of keys 5.
  • the positioning of the acoustic skin is carried out by example through the handling device referred to in the description, or manually by an operator.
  • the positioning of the acoustic skin on the tool assembly is made possible by the opening provided on said acoustic skin, as previously described.
  • the tolerances of the mold on which it has been manufactured may differ from the tolerances of the assembly. tooling according to the invention.
  • the holding operation is carried out for example by means of straps which are positioned at the level of the upper and lower ends of the assembly, outside the draping areas. Maintaining the level of the central zone of the skin is carried out either by virtue of a belting by straps or by depositing folds so-called fees "closing" that is installed in the open area of the acoustic skin.
  • acoustic skin is suitably plated on the tool assembly according to the invention, is fixed, for example by gluing, a honeycomb core structure 45 on said skin.
  • the second skin 47, the inner skin of the acoustic panel, is then draped to form the panel.
  • acoustic 48 is fixed, for example by gluing, carbon folds, pre-impregnated or not with a resin.
  • the assembly consisting of the tool assembly according to the invention and the draped acoustic panel is now placed under a bladder, as illustrated in FIG. 14.
  • a bladder 49 is positioned around the assembly comprising the tool assembly and the draped acoustic panel.
  • the bladder is sealed with sealant on the core 3 and allows, during the polymerization of the autoclave assembly, a good pressurization, allowing good adhesion between the various components of the part to be manufactured.
  • the bladder 49 is typically positioned at the end portions of the core, corresponding to areas not covered by the keys 5.
  • the tool assembly and the precooked acoustic panel is autoclaved to polymerize the draped carbon folds.
  • the polymerization step consists in heating the assembly in a pressure oven in order to give the plies the desired rigidity. During this step, the acoustic skin seals the assembly and constitutes a smooth surface obtained by means of a mold having no discontinuous surface.
  • Continuous acoustic skin advantageously prevents the resin from entering between the spaces defined by the clearances between the keys during the polymerization.
  • the continuous acoustic skin ensures the tightness of the whole.
  • the fact of not directly draping the acoustic skin on the keys, d iscontinues, avoids aerodynamic accidents that may occur during the polymerization of the whole.
  • the bladder is removed from the assembly and the lift truck 33 is positioned so as to allow the lower part 20 of the set of keys to be gripped by the gripping tabs 35.
  • the clearance provided between the support wall of the keys and the working wall of the core allows the extraction of the assembly constituted by the keys 5 and by the acoustic panel 48 manufactured, said assembly can then deposited outside the core.
  • the disassembly of the keys is carried out key by key.
  • a first key 5 is first disconnected, which is removed as illustrated in step 1 of the disassembly process.
  • the key adjacent to the first key 5 is disengaged from its adjacent key and removed from the assembly, as illustrated in steps 2 and 3.
  • the operation is repeated for all the keys forming the set of keys.
  • FIG. 19 illustrates the dismantling of the keys when they are held together by the bolts, corresponding to the aforementioned second embodiment of the means for holding the keys together.
  • Disassembly of the keys is achieved here by switching the bolt 37 between the position of prominence to the retracted position.
  • the end portion 39 of the bolt 37 is integrally enclosed in a first key 5, thus releasing the latching ramp 41 of the adjacent key, allowing the release of the key 5.
  • a withdrawal device is provided on a side wall 25 of each of the keys. As shown in FIG. 20, this device comprises a lifting ring 51 allowing the attachment of a lifting sling 53. Of course, several lifting rings can be positioned on the side walls of the keys, then cooperating with several lifting slings. .
  • the acoustic panel 48 resulting from the manufacturing method according to the invention is then ready for a cutting and machining operation in order to make the part conform to the assembly need, as represented in FIG. Thanks to the present invention, the dimensions of the composite part to be manufactured can be precisely respected thanks to the clearance provided between the keys mounted on the core, allowing a movement of the keys around the core, ensuring a good centering of the keys on the core.
  • the invention is not limited to the only embodiments of this tool assembly, described above only as illustrative examples, but on the contrary embraces all variants, and in particular the variant according to which the tooling assembly no longer comprises a male core but a female core, the working wall of the core being then constituted by its inner wall and receiving the support wall of the keys.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite
L'invention se rapporte à un ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite et à un procédé de fabrication d'une pièce composite.
La fabrication d'une pièce en matériau composite peut être réalisée par une étape de drapage de pl is contre une forme mâle, c'est-à-dire par pressage contre une forme mâle de plusieurs plis en carbone, préimprégné ou non d'une résine, puis par une étape polymérisation, c'est-à-dire par chauffage de l'ensemble dans un four afin de donner aux plis la rigidité souhaitée.
La pièce ainsi constituée est alors apte à être démoulée par retrait du moule.
La fabrication de pièces inférieures à 180° de circonférence est relativement facile à fabriquer. Cependant, il n'en va pas de même pour des pièces présentant des géométries s'étendant sur une zone angulaire importante, notamment supérieure à 180°, et possédant des lignes que l'on ne peut pas extraire du moule après réalisation de la pièce.
Un exemple de pièce particulièrement difficile à réaliser en matériau composite par ce type de procédé est une structure externe de nacelle de turboréacteur telle qu'un capot mobile d'inverseur de poussée, pour une structure de nacelle de type dit « O-Duct ».
Un avion est mû par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle servant à canaliser les flux d'air engendrés par le turboréacteur, et qu i peut également abriter un ensemble de dispositifs assurant diverses fonctions tels qu 'u n d ispositif d' inversion de poussée dont le rôle est d'améliorer la capacité de freinage de l'avion en redirigeant vers l'avant au moins une partie de l'air du flux secondaire.
U ne nacel le présente généralement u ne structu re tubulaire comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval abritant les moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Il est connu une nacelle destinée à être supportée par un pylône du turboréacteur comprenant un dispositif d'inversion de poussée possédant un capot mobile unique monobloc sensiblement périphérique et quasi annulaire, monté coulissant sur des rails disposés de part et d'autre dudit pylône. Un tel capot est souvent désigné par les termes anglo-saxons « O- duct », par allusion à la forme de virole d'un tel capot, par opposition au « D- duct », qui comprend en fait deux demi-capots s'étendant chacun sur une demi-circonférence de la nacelle.
La fabrication d'un tel capot monobloc, présentant au moins une forme convexe, est de manière connus réalisée grâce à un outillage dit « à clés ».
Un tel outillage présente généralement trois, quatre ou cinq parties appelées « clés » dont la fixation entre elles se fait en interne de la structure, soit mécan iquement par bou lon nage, soit par u n système de l ia isons automatiques et de manipulation des clés, le tout étant enveloppé par une vessie plastique.
L'étanchéité de l'outillage est selon l'art antérieur reportée sur la vessie en enveloppant l'outillage extérieurement et intérieurement. Un inconvénient majeur de ce type de solution est lié à la taille de la vessie et à sa man ipulation . L'ajustement de la vessie en partie interne du moule est relativement compliqué, la taille de la vessie est importante et sa manipulation complexe, ce qui entraîne un risque important de perte de vide lors de la polymérisation.
En outre, les clés assurent la résistance structurale de l'outillage.
Elles sont par conséquent généralement métall iques, ce qu i augmente considérablement la masse de l'ensemble d'outillage, et le coût de fabrication de telles clés.
On connaît également un outillage pour lequel les clés elles-mêmes sont rendues étanches. Cependant, le système d'étanchéité des clés n'est pas fiable, ce qui rend aléatoire la qualité de compactage de la structure lors de la polymérisation sous vide et mise en pression de l'autoclave.
On connaît de l'art antérieur la demande de brevet publiée sous le numéro GB 2 460 741 , et visant précisément à résoudre les inconvénients qu'impliquent la grande taille de la vessie. Dans ce document de l'art antérieur, l'outillage comprend un noyau central interne sur lequel est positionnée une pluralité de clés non étanches. L'étanchéité est directement réalisée sur le noyau i ntern e , ce q u i permet d e s'affra nch i r d es probl èm es l iés à l'encombrement de la vessie car il n'est plus nécessaire d'envelopper la partie interne du moule. D'autre part, la paroi interne des clés adopte sensiblement la même forme que la paroi externe du noyau, et les clés sont boulonnées entre elles au niveau de leurs parois latérales.
Le boulonnage rigide de clés entre elles permet un serrage optimal entre les parois latérales des clés . Cependant, lorsque les clés sont positionnées sur le noyau, un tel contact entre les clés entraîne un contact aléatoire entre les parois internes des clés et la paroi externe du noyau, du fait des tolérances mécaniques de chacune des pièces fabriquées. Ceci entraîne un mauvais centrage de clés sur le noyau, et par conséquent une imperfection de la pièce composite fabriquée.
Par ailleurs, il se peut également que les parties internes des clés soient serrées sur la paroi externe du noyau interne, ce qui entraîne un mauvais serrage des clés entre elles, créant alors des micro-fentes entre les clés. De telles micro-fentes entraînent, lors de la cuisson, par exemple de peaux pré-imprégnées d'une résine, un écoulement de la résine entre les micro-fentes, pouvant créer des accidents aérodynamiques de la structure composite fabriquée.
La présente invention se propose de résoudre les inconvénients précités, en proposant un outillage pour la fabrication d'une pièce en matériau composite ne pouvant être démoulée, dont la vessie est de taille réduite et sa m ise en place facil itée, et dont led it outillage permet de respecter très précisément les cotes des pièces composites à fabriquer.
A cet effet, la présente invention se rapporte à un ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite supérieure à 180° de circonférence présentant au moins une surface convexe ne pouvant être démoulée, ledit ensemble comprenant au moins un noyau et une pluralité de clés, au moins une desdites clés comprenant au moins une paroi d'appui de profil sensiblement similaire à celui d'une paroi de travail dudit noyau, au moins une paroi de support destinée à supporter au moins en partie une première peau de ladite pièce composite à fabriquer, et au moins une paroi latérale comprenant des moyens de maintien conformés pour maintenir entre elles au moins deux clés adjacentes, ledit ensemble d'outillage étant remarquable en ce que les moyens de maintien des clés autorisent un jeu au moins circonférentiel entre au moins deux parois latérales adjacentes des clés.
Ainsi, en prévoyant des moyens de maintien autorisant un jeu entre les parois latérales des clés, on autorise un déplacement minime des clés le long de la paroi de travail du noyau interne. Un tel déplacement permet un bon centrage desdites clés autour du noyau, ce qui permet de respecter de manière précise les cotations internes souhaitées de la pièce composite à fabriquer.
Selon une première variante de réalisation des moyens de maintien, lesdits moyens de maintien comprennent des moyens élastiques.
Selon une deuxième variante, les moyens de maintien comprennent au moins une targette mobile entre une position de proéminence et une position escamotée.
Avantageusement, au moins une paroi latérale d'au moins une clé comprend au moins une rampe d'accrochage des moyens de maintien.
Selon une caractéristique de l'ensemble d'outillage selon l'invention, la paroi de travail du noyau est de forme sensiblement cylindrique et ledit noyau comprend au moins une paroi de manutention de diamètre sensiblement supérieur au diamètre de la paroi de travail.
En outre, le noyau comprend une butée de positionnement de l'ensemble de clés.
L'ensemble d'outillage comprend au moins deux zones de contact distinctes entre l'ensemble de clés et le noyau.
Avantageusement, le noyau comprend en son intérieur un socle de manutention destiné à être manipulé par un dispositif externe de manutention.
Ainsi, en positionnant un socle de manipulation à l'intérieur du noyau, on évite d'avoir une embase qui déborde du moule, ce qui permet de réduire la surface au sol nécessaire à la pose de l'ensemble d'outillage et une meilleure accessibilité de l'opérateur lors de la phase de drapage. De plus, grâce à cette configuration du socle de manutention, il est relativement aisé de prévoir un centreur au niveau des parties supérieure et inférieure du noyau, permettant avantageusement un positionnement de l'ensemble en position verticale ou en position horizontale.
Optionnellement, au moins une des clés comprend au moins un anneau de levage destiné à coopérer avec au moins une élingue de levage.
L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une pièce composite, remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes visant à :
- draper et polymériser une première peau ouverte supérieure à 180° de circonférence par l'intermédiaire d'un moule comprenant au moins une surface de drapage continue ; - positionner ladite première peau sur les parois de support de l'ensemble de clés de l'ensemble d'outillage défini selon l'invention ;
- fixer au moins une structure à âme alvéolaire sur ladite première peau ;
- fixer une plu ral ité de pl is composites sur lad ite structu re à âme alvéolaire de façon à constituer une deuxième peau et à former une pièce composite précuite ;
- positionner une vessie au niveau des parties extrêmes du noyau de façon à envelopper la première peau, la structure à âme alvéolaire et la deuxième peau ;
- polymériser l'ensemble d'outillage comprenant la pièce composite précuite et la vessie ;
- retirer la vessie ;
- extraire l'ensemble comprenant l'ensemble de clés et la pièce composite fabriquée ;
- démonter l'ensemble de clés.
Ainsi, en intégrant au procédé de fabrication une première peau réalisée par l'intermédiaire d'un moule de surface continue, on évite que la résine ne pénètre entre les espaces définis par les jeux entre les clés lors de la polymérisation. L'étanchéité est assurée par la première peau.
De plus, une telle première peau permet de ne pas draper les plis composites sur les clés discontinues, et on évite avantageusement des accidents aérodynamiques qui pourraient survenir lors de la polymérisation de l'ensemble.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des figures ci-annexées, dans lesquelles :
- la figure 1 représente l'ensemble d'outillage selon l'invention ;
- la figure 2 illustre le noyau de l'ensemble d'outillage ;
- la figure 3 est une vue de détail centrée sur la butée de positionnement des clés sur le noyau ;
- la figure 4 est une vue de l'ensemble de clés ;
- la figure 5 représente une clé en vue isométrique ;
- la figure 6 est une vue en coupe transversale des clés, le long de la ligne 6-6 de la figure 4 ; - la figure 7 est une vue de détail illustrant le maintien des clés entre elles selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 8 illustre la mise en place de clés sur le noyau lorsque le maintien entre les clés est réalisé selon le premier mode de réalisation ;
- l a f i g u re 9 e st u n e v u e d e d e s s u s d u d i s po s i t if d e manutention ;
- la figure 10 est une vue de détail illustrant le maintien des clés entre elles selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 1 1 illustre la m ise en place de clés sur le noyau lorsque le maintien entre les clés est réalisé selon le deuxième mode de réalisation ;
- les figures 12 à 17 illustrent les étapes du procédé de fabrication d'une pièce composite ;
- la figure 18 détaille le procédé de démontage des clés lorsque le maintien entre el les est réal isé par le prem ier mode de réalisation ;
- la figure 19 représente le procédé de démontage des clés lorsque le maintien entre elles est réalisé par le second mode de réalisation ;
- la figure 20 illustre le dispositif de retrait des clés ;
- la figure 21 représente la pièce composite issue du procédé de fabrication selon l'invention. Sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues.
Par ailleurs, dans la présente description, sont utilisés des mots tels que « supérieur » et « inférieur », par référence à la position de l'ensemble d'outillage lorsque celui-ci est en position verticale, position selon laquelle le noyau repose sur le sol, comme illustré à la figure 1 .
On se réfère à la figure 1 , illustrant l'ensemble d'outillage selon l'invention.
L'ensemble d'outillage 1 comprend un noyau 3 de forme sensiblement cylindrique, sur lequel est positionnée une pluralité de clés 5. En se référant à la figure 2, le noyau 3 comprend une paroi externe 7, dont sa partie supérieure 8 forme une paroi dite de travail 9.
Le noyau comprend également une paroi de manutention 10 en partie inférieure 1 1 de la paroi externe 7.
La paroi de travail 9, de préférence plane, adopte une forme sensiblement cylindrique de diamètre constant.
La paroi de manutention 10 est sensiblement cylindrique, de diamètre sensiblement supérieur à celui de la paroi de travail 9. La paroi de manutention permet la manipulation du noyau grâce à un dispositif externe de manutention (non représenté sur cette figure).
La paroi de manutention présente une butée de positionnement 13 permettant le maintien des clés sur le noyau 3. En se référant à la figure 3 illustrant une vue agrandie de la butée de positionnement 13, ladite butée est présente une gorge 14 de réception de la partie inférieure des clés.
Toutefois, la butée de positionnement peut, selon une variante non représentée sur les figures, être réalisée directement sur la paroi de travail . Selon cette variante, la paroi de travail est évasée en sa partie inférieure, de façon à permettre un contact entre les clés et le noyau uniquement en fin de positionnement des clés sur le noyau.
En se référant à nouveau à la figure 2, la partie inférieure 1 1 du noyau comprend en son intérieur un socle de manutention 15, coopérant avec le dispositif de manutention, comme expliqué plus en détails dans la suite de la description.
Selon une variante non représentée sur les figures, le noyau est directement posé sur le sol, la paroi interne n'étant alors plus équipée du socle de manutention.
Le noyau, par exemple métallique, est réalisé de préférence dans un matériau à faible coefficient de dilatation afin de limiter sa déformation lors de la mise en autoclave de l'ensemble.
En se référant à la figure 4, un ensemble 16 de clés est réalisé par l'assemblage de plusieurs clés 5 entre elles.
Bien évidemment, l'ensemble de clés peut comprendre un nombre différent de clés selon les besoins de l'homme du métier.
Les clés 5 comprennent chacune une paroi de support 17 formant à elles toutes la surface de la pièce à fabriquer lorsque les clés sont assemblées entre elles. La figure 5 illustre une clé en vue isométrique. La clé 5 comprend une paroi d'appui 19 sensiblement similaire au profil de la paroi de travail du noyau.
En fait, un léger jeu peut être prévu entre la paroi de travail du noyau et la paroi d'appui des clés, afin de permettre le retrait du noyau ou des clés lorsque la phase de polymérisation est réalisée, comme décrit plus en détail dans la suite de la description.
La clé 5 comprend une partie inférieure 20 destinée à être supportée par la butée de positionnement 13 du noyau, comme représenté en figure 1 . La clé 5 est également destinée à venir en contact d'une partie supérieure 21 de la paroi de travail du noyau, visible en figure 1 .
Les zones 13 et 21 du noyau représentent ainsi les deux zones de contact entre l'ensemble de clés et le noyau.
Toutefois, des zones de contact supplémentaires entre les clés et le noyau peuvent être ajoutées à l'intérieur des clés pour empêcher si nécessaire toute déformation des clés lors de la mise sous pression dans l'autoclave.
La clé 5 est de préférence creuse de façon à minimiser la masse de l 'ensem ble. Les clés 5 sont réalisées de préférence en matériaux composites également dans un souci de limitation de la masse de l'ensemble.
La clé 5 comprend en outre des renforts structuraux 22 assurant la rigidité de l'ensemble d'outillage.
En se référant à la figure 6, chaque clé 5 comprend deux parois latérales 23 et 25 sensiblement planes, chacune venant au contact de parois latérales adjacentes afin de former l'ensemble 16 de clés.
Les parois latérales 23 et 25 sont représentées parallèles entre elles, mais peuvent indifféremment être inclinés.
On se réfère maintenant à la figure 7, illustrant un premier mode de réalisation du maintien entre les clés.
Les moyens de maintien entre les clés 5 sont positionnés au niveau de la paroi latérale 23 de la clé 5.
Selon un premier mode de réalisation, les moyens de maintien comprennent un ensemble constitué par une vis 27 et par un écrou 29 coopérant avec la vis et logé à l'intérieur de la clé adjacente. La vis 27 comprend en outre des moyens élastiques tels qu'un ressort 31 , permettant un jeu J circonférentiel entre les parois latérales 23 et 25 des clés adjacentes lorsque l'ensemble de clés est constitué.
Comme décrit plus en détails par la suite, le jeu J permet d'assurer un bon centrage des clés sur le noyau.
On se réfère aux figures 8 et 9 illustrant la mise en place de l'ensemble de clés sur le noyau.
Les clés sont assemblées entre elles avant leur positionnement sur le noyau. Ainsi, l'ensemble de clés est autosupporté avant sa mise en place sur le noyau, les parois latérales 23 étant en contact avec les parois latérales 25.
Le positionnement des clés sur le noyau est réalisé grâce à un dispositif de manutention tel qu'un chariot élévateur 33 mobile.
Le chariot élévateur 33 comprend des pattes de préhension 35 permettant la préhension de l'ensemble de clés au niveau de la partie inférieure 20 des clés.
Les pattes de préhension 35 se présentent sous la forme de deux pinces 35a et 35b flexibles montées fixe sur le chariot élévateur.
Alternativement, les pinces sont rigides et montées pivotantes chacune autour d'un axe longitudinal du chariot.
Selon une variante non représentée, le dispositif de manutention est fixe et intégré au poste de travail d'un opérateur.
On se réfère à présent à la figure 1 0, illustrant un deuxième mode de réalisation des moyens de maintien entre les clés.
Selon ce mode de réalisation, les moyens de maintien comprennent une targette 37 supportée par la paroi latérale 23 de la clé 5.
La targette 37 est représentée en position de proéminence. Dans une telle position, une partie extrême 39 de la targette 37 coopère avec une rampe d'accrochage 41 solidaire de la clé 5 adjacente, assurant le blocage en translation verticale descendante d'une clé 5 par rapport à la clé adjacente.
La targette coul isse entre une position de proéminence et une position escamotée permettant le démontage des clés.
La targette 37 permet également un jeu J circonférentiel entre les clés adjacentes permettant d'assurer un bon centrage des clés autour du noyau.
Selon ce mode réalisation, l'assemblage des clés est effectué en positionnant une à une les clés sur le noyau, comme représenté à la figure 1 1 . En se référant à cette figure, on positionne une première clé sur le noyau 3. La targette 37 est placée en position proéminente.
Le positionnement successif des clés est réalisé en positionnant une à une les clés adjacentes. A cet effet, on positionne la rampe d'accrochage 41 de la deuxième clé en regard de la targette 37, puis on fait coulisser la partie extrême de la targette à l ' intérieur de la rampe d'accrochage. Simultanément, la partie inférieure 20 de la clé est insérée dans la butée de positionnement 13 du noyau.
On itère ce procédé jusqu'à ce que l'ensemble des clés soit positionné sur le noyau et que les parois de support 17 forment la surface de la pièce à fabriquer.
La partie de la description qui va suivre se rapporte au procédé de fabrication selon l'invention.
La pièce que l'on cherche à fabriquer est par exemple un panneau acoustique destiné à équiper une nacelle de turboréacteur afin de réduire le bruit provenant de certaines portions de l'ensemble constitué par la nacelle et le turboréacteur.
Bien sûr, cet exemple illustre un mode d'utilisation particulier de l'ensemble d'outillage selon l'invention, et ne constitue aucune limitation à la fabrication d'autres pièces composites de nature et de fonctionnalité différente.
De manière connue, un panneau acoustique, également appelé « panneau sandwich » en référence à sa structure, comprend une première peau, dite « peau interne » sur laquelle est fixée une structure à âme alvéolaire ou structure en nids d'abeilles, destinée à atténuer un bruit, sur laquelle est fixée une deuxième peau, dite « peau externe ».
La peau externe désigne la peau qui est au contact de la veine de circulation du flux d'air secondaire.
Typiquement, la peau externe est perforée de manière à laisser passer les ondes sonores provenant de la zone à atténuer acoustiquement, tandis que la peau interne est pleine.
Le procédé de fabrication selon l'invention comprend une première étape de drapage et de polymérisation en autoclave d'une première peau.
On suppose que la première peau dont fait référence l'étape précitée du procédé de fabrication est une peau externe, c'est-à-dire une peau acoustique. Il faut toutefois bien comprendre que ladite première peau peut constituer soit la peau interne du panneau acoustique, soit la peau externe dudit panneau, en fonction de la zone de la nacelle que le panneau acoustique est destiné à équiper.
Selon un exemple de réalisation du procédé selon l'invention, on réal ise un panneau acoustique pour un capot monobloc d'inverseur de poussée, pour une structure de nacelle de type dit « O-Duct ».
La première étape du procédé de fabrication du panneau acoustique vise la fabrication d'une peau présentant une surface continue permettant de garantir, comme expliqué plus en détails dans la suite de la description, une surface aérodynamique propre lors de son intégration dans l'ensemble d'outillage selon l'invention.
A cet effet, on fabrique la peau qui peut être acoustique suivant les besoins d'atténuation sonore requis grâce à un moule externe à l'ensemble d'outillage selon l'invention, dont la surface externe de drapage dudit moule est sim ilaire à la surface externe que forment les parois supports des clés assemblées.
La surface externe du moule est une surface continue qui ne présente aucune discontinuité de surface sur la zone de drapage. Le drapage est réalisé par exemple par pressage contre le moule de plusieurs plis en carbone, préimprégnés ou non d'une résine. Ensuite, le moule et les plis de carbone suivent une étape de polymérisation, c'est-à-dire de chauffage dans un four afin de donner aux plis la rigidité souhaitée.
Bien sûr, d'autres procédés de moulage peuvent s'appliquer à la fabrication de la peau acoustique, comme par exemple le procédé de moulage par transfert de résine (RTM pour « Resin Transfert Moulding »), ou encore le procédé de moulage par infusion de résine.
La peau acoustique présente une surface de révolution de 330° environ, correspondant à l'angle entre les flancs des rails le long desquels coulisse le capot monobloc d'inverseur de poussée.
A cet effet, la peau acoustique issue de la première étape du procédé de fabrication est ouverte, de préférence flexible et d'épaisseur limitée, afin de pouvoir être retirée du moule par déformation élastique de sa structure.
Indifféremment, la peau acoustique peut présenter une surface de révolution supérieure à 330°, par exemple 360°, l'extraction de ladite peau de son moule pouvant par exemple être réalisée grâce à un dispositif du type de celui défini dans la demande de brevet n°12/50482 appartenant au demandeur et non encore publiée.
Lorsque la peau acoustique est drapée et polymérisée, ladite peau est prête à être installée sur l'ensemble d'outillage selon l'invention.
On se réfère aux figures 12 à 17, illustrant la suite du procédé de fabrication selon l'invention.
La figure 12 représente l'ensemble d'outillage 1 selon l'invention, les clés 5 étant montées sur le noyau 3. A cet effet, il est important de noter que le montage des clés sur le noyau est réalisé indifféremment selon l'un ou l'autre des procédés de montage précités en référence aux figures 7 et 10.
La figure 13 illustre la phase de fabrication d'un panneau acoustique. Selon cette étape du procédé, on positionne la première peau 43, constituée ici par une peau acoustique préalablement drapée et polymérisée comme précédemment décrit, sur les parois de support 17 de l'ensemble de clés 5. Le positionnement de la peau acoustique est réalisé par exemple grâce au dispositif de manutention dont fait référence la description, ou encore manuellement par un opérateur.
Le positionnement de la peau acoustique sur l'ensemble d'outillage est rendu possible grâce à l'ouverture prévue sur ladite peau acoustique, comme précédemment décrit.
Lorsque l'on positionne la peau acoustique sur l'ensemble d'outillage selon l'invention, il est nécessaire de maintenir ladite peau sur l'ensemble, les tolérances du moule sur lequel elle a été fabriquée pouvant différer des tolérances de l'ensemble d'outillage selon l'invention.
A cet effet, l'opération de maintien est réalisée par exemple grâce à des sangles que l'on positionne au n iveau des extrémités supérieure et inférieure de l'ensemble, en dehors des zones de drapage. Le maintien au niveau de la zone centrale de la peau est quant à lui réalisé soit également grâce à un ceinturage par sangles soit en déposant des plis en frais dits « de fermeture » que l'on installe dans la zone ouverte de la peau acoustique.
Lorsque la peau acoustique est convenablement plaquée sur l'ensemble d'outillage selon l'invention, on fixe, par exemple par collage, une structure à âme alvéolaire 45 sur ladite peau.
On réalise ensuite l'étape de drapage de la deuxième peau 47, peau interne du panneau acoustique, de façon à réaliser le panneau acoustique 48. A cet effet, on fixe, par exemple par collage, des plis de carbone, pré-imprégnés ou non d'une résine.
L'ensemble constitué par l'ensemble d'outillage selon l'invention et le panneau acoustique drapé est maintenant mis sous vessie, comme l'illustre la figure 14.
En se référant à cette figure, on positionne une vessie 49 autour de l'ensemble comprenant l'ensemble d'outillage et le panneau acoustique drapé. La vessie est collée étanche à l'aide de mastic sur le noyau 3 et permet, lors de la polymérisation de l'ensemble en autoclave, une bonne mise sous pression, permettant ainsi un bon collage entre les différents composants de la pièce à fabriquer. La vessie 49 est typiquement positionnée au niveau des parties extrêmes du noyau, correspondant à des zones non recouvertes par les clés 5.
Lorsque l'étape de mise en place de la vessie 49 est réalisée, l'ensemble d'outillage et le panneau acoustique précuit est mis en autoclave afin de polymériser les plis de carbone drapés.
L'étape de polymérisation consiste à chauffer l'ensemble dans un four sous pression afin de donner aux plis la rigidité souhaitée. Lors de cette étape, la peau acoustique assure l'étanchéité de l'ensemble et constitue une surface lisse obtenue grâce à un moule ne présentant aucune surface discontinue.
La peau acoustique continue permet avantageusement d'éviter que la résine ne pénètre entre les espaces définis par les jeux entre les clés lors de la polymérisation.
Ainsi, la peau acoustique continue assure l'étanchéité de l'ensemble. Le fait de ne pas draper directement la peau acoustique sur les clés, d iscontinues, permet d'éviter des accidents aérodynam iques qu i pourraient survenir lors de la polymérisation de l'ensemble.
On se réfère maintenant aux figures 15 à 17, illustrant la phase d'extraction de l'ensemble d'outillage de la pièce fabriquée.
Lorsque l'étape de polymérisation est terminée, on retire la vessie de l'ensemble et on positionne le chariot élévateur 33 de façon à permettre l'enserrement de la partie inférieure 20 de l'ensemble des clés par les pattes de préhension 35.
Le jeu prévu entre la paroi d'appui des clés et la paroi de travail du noyau permet l'extraction de l'ensemble constitué par les clés 5 et par le panneau acoustique 48 fabriqué, ledit ensemble pouvant alors déposé hors du noyau.
Il est important de noter que les clés restent en position dans le panneau acoustique fabriqué grâce à la surface convexe dudit panneau ne pouvant être démoulée.
On se réfère à présent à la figure 18 illustrant l'étape de démontage des clés lorsque lesdites clés sont maintenues entre elles grâce à l'ensemble vis et écrou, correspondant au premier mode de réalisation précité des moyens de maintien des clés entre elles.
Le démontage des clés est effectué clé par clé. On commence par désolidariser une première clé 5, que l'on retire comme l'illustre l'étape 1 du procédé de démontage. La clé adjacente à la première clé 5 est désolidarisée de sa clé adjacente puis retirée de l'ensemble, comme l'illustrent les étapes 2 et 3.
L'opération est répétée pour la totalité des clés formant l'ensemble de clés.
La figure 19 illustre le démontage des clés lorsqu'elles sont maintenues entre elles par les targettes, correspondant au deuxième mode de réalisation précité des moyens de maintien des clés entre elles.
Le démontage des clés est réalisé ici en commutant la targette 37 entre la position de proéminence vers la position escamotée.
La partie extrême 39 de la targette 37 est intégralement renfermée dans une première clé 5, libérant ainsi la rampe d'accrochage 41 de la clé adjacente, autorisant la libération de la clé 5.
Le procédé est répété pour toutes les clés constituant l'ensemble.
Lorsque les clés sont libérées selon l'un ou l'autre des procédés précités, un dispositif de retrait est prévu sur une paroi latérale 25 de chacune des clés. Comme représenté en figure 20, ce dispositif comprend un anneau de levage 51 permettant l'accrochage d'une élingue de levage 53. Bien entendu, plusieurs anneaux de levage peuvent être positionnés sur les parois latérales des clés, coopérant alors avec plusieurs élingues de levage.
Le panneau acoustique 48 issu du procédé de fabrication selon l'invention est alors prêt pour une opération de détourage et d'usinage afin de rendre la pièce conforme au besoin de l'assemblage, comme représenté en figure 21 . Grâce à la présente invention, les cotations de la pièce composite à fabriquer peuvent être précisément respectées grâce au jeu prévu entre les clés montées sur le noyau, autorisant un déplacement des clés autour du noyau, assurant un bon centrage des clés sur le noyau.
De plus, on supprime tout risque d'accident aérodynamique lors de la fabrication grâce au procédé de fabrication selon lequel on dispose une première peau précuite issue d'un moule présentant une surface l isse et continue. Enfin, comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réal isation de cet ensemble d 'outil lage, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples il I ustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes, et notamment la variante selon laquelle l'ensemble d'outillage ne comprend plus un noyau mâle mais un noyau femelle, la paroi de travail du noyau étant alors constitué par sa paroi interne et recevant la paroi d'appui des clés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble d'outillage (1) pour la fabrication d'une pièce composite supérieure à 180° de circonférence présentant au moins une surface convexe ne pouvant être démoulée, ledit ensemble comprenant au moins un noyau (3) et une pluralité de clés (5), au moins une desdites clés comprenant au moins une paroi d'appui (19) de profil sensiblement similaire à celui d'une paroi de travail (9) dudit noyau, au moins une paroi de support (17) destinée à supporter au moins en partie une première peau (43) de ladite pièce composite à fabriquer, et au moins une paroi latérale (23) comprenant des moyens de maintien conformés pour maintenir entre elles au moins deux clés adjacentes, ledit ensemble d'outillage étant caractérisé en ce que les moyens de maintien des clés autorisent un jeu (J) au moins circonférentiel entre au moins deux parois latérales (23, 25) adjacentes des clés.
2. Ensemble d'outillage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent des moyens élastiques.
3. Ensemble d'outillage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent au moins une targette (37) mobile entre une position de proéminence et une position escamotée.
4. Ensemble d'outillage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins une paroi latérale (25) d'au moins une clé (5) comprend au moins une rampe d'accrochage (41) des moyens de maintien.
5. Ensemble d'outillage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi de travail (9) du noyau (3) est de forme sensiblement cylindrique et en ce que ledit noyau comprend au moins une paroi de manutention (10) de diamètre sensiblement supérieur au diamètre de la paroi de travail (9).
6. Ensemble d'outillage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le noyau (3) comprend une butée de positionnement (13) de l'ensemble de clés (5).
7. Ensemble d'outillage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux zones de contact (13, 21) distinctes entre l'ensemble de clés (5) et le noyau (3).
8. Ensemble d'outillage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le noyau (3) comprend en son intérieur un socle de manutention (15) destiné à être manipulé par un dispositif externe de manutention.
9. Ensemble d'outillage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une des clés (5) comprend au moins un anneau de levage (51) destiné à coopérer avec au moins une élingue de levage (53).
10. Procédé de fabrication d'une pièce composite caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes visant à :
- draper et polymériser une première peau (43) ouverte supérieure à 180° de circonférence par l'intermédiaire d'un moule comprenant au moins une surface de drapage continue ;
- positionner ladite première peau (43) sur les parois de support (17) de l'ensemble de clés (5) de l'ensemble d'outillage défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ;
- fixer au moins une structure à âme alvéolaire (45) sur ladite première peau (43) ;
- fixer une pluralité de plis composites sur ladite structure à âme alvéolaire (45) de façon à constituer une deuxième peau (47) et à former une pièce composite précuite ;
- positionner une vessie (49) au niveau des parties extrêmes du noyau (3) de façon à envelopper la première peau (43), la structure à âme alvéolaire (45) et la deuxième peau (47) ;
- polymériser l'ensemble d'outillage comprenant la pièce composite précuite et la vessie (49) ;
- retirer la vessie ;
- extraire l'ensemble comprenant l'ensemble de clés (5) et la pièce composite fabriquée (43) ;
- démonter l'ensemble de clés (5).
PCT/FR2013/051347 2012-06-12 2013-06-11 Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite Ceased WO2013186477A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2874959A CA2874959A1 (fr) 2012-06-12 2013-06-11 Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une piece composite
CN201380030702.8A CN104379327B (zh) 2012-06-12 2013-06-11 用于生产复合部件的工具组件
RU2014153352A RU2014153352A (ru) 2012-06-12 2013-06-11 Комплект оснастки для изготовления композитной детали
EP13733387.8A EP2858812A1 (fr) 2012-06-12 2013-06-11 Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite
BR112014029250-7A BR112014029250A2 (pt) 2012-06-12 2013-06-11 conjunto de ferramentas para a produção de uma parte compósita e método para produzir uma parte compósita.
US14/567,006 US20150090396A1 (en) 2012-06-12 2014-12-11 Set of tools for producing a composite part

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1255463A FR2991628A1 (fr) 2012-06-12 2012-06-12 Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une piece composite et procede de fabrication d'une piece composite.
FR12/55463 2012-06-12

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/567,006 Continuation US20150090396A1 (en) 2012-06-12 2014-12-11 Set of tools for producing a composite part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013186477A1 true WO2013186477A1 (fr) 2013-12-19

Family

ID=46963843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2013/051347 Ceased WO2013186477A1 (fr) 2012-06-12 2013-06-11 Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150090396A1 (fr)
EP (1) EP2858812A1 (fr)
CN (1) CN104379327B (fr)
BR (1) BR112014029250A2 (fr)
CA (1) CA2874959A1 (fr)
FR (1) FR2991628A1 (fr)
RU (1) RU2014153352A (fr)
WO (1) WO2013186477A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106794640A (zh) * 2014-10-07 2017-05-31 赛峰航空器发动机 脱模具有有机基质的复合材料的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10105940B2 (en) * 2016-04-18 2018-10-23 The Boeing Company Formation of composite laminates having one or more divergent flanges
US20190091948A1 (en) * 2017-09-26 2019-03-28 Rohr, Inc. Manufacturing a shaped structural panel with a mandrel and a pressure vessel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1375111A2 (fr) * 2002-06-27 2004-01-02 Airbus France Outillage de moulage à clef notamment pour la réalisation d'entrée d'air sans éclisse
US20060145049A1 (en) * 2004-12-01 2006-07-06 The Boeing Company Segmented flexible barrel lay-up mandrel
GB2460741A (en) * 2008-06-13 2009-12-16 Advanced Composites Group Ltd Tooling for the manufacture of composite structures
EP2181823A1 (fr) * 2008-11-03 2010-05-05 Rohr, Inc. Outil multi-segments et procédé de formation composite

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4416440A (en) * 1979-09-24 1983-11-22 Harold M. Bowman Ingot mold and method
US5746553A (en) * 1996-04-08 1998-05-05 The Boeing Company Dual purpose lay-up tool
US7707708B2 (en) * 2005-09-21 2010-05-04 Rohr, Inc. Apparatus for making a tubular composite structure
US20090033013A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Vought Aircraft Industries, Inc. Multi-piece automated fiber placement mandrel automated clamping and indexing system
US7640961B2 (en) * 2008-03-21 2010-01-05 Rohr, Inc. Apparatus and method for making a tubular composite barrel
FR2940176B1 (fr) * 2008-12-22 2011-02-11 Aircelle Sa Procede de fabrication d'un panneau d'attenuation acoustique, notamment pour l'aeronautique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1375111A2 (fr) * 2002-06-27 2004-01-02 Airbus France Outillage de moulage à clef notamment pour la réalisation d'entrée d'air sans éclisse
US20060145049A1 (en) * 2004-12-01 2006-07-06 The Boeing Company Segmented flexible barrel lay-up mandrel
GB2460741A (en) * 2008-06-13 2009-12-16 Advanced Composites Group Ltd Tooling for the manufacture of composite structures
EP2181823A1 (fr) * 2008-11-03 2010-05-05 Rohr, Inc. Outil multi-segments et procédé de formation composite

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106794640A (zh) * 2014-10-07 2017-05-31 赛峰航空器发动机 脱模具有有机基质的复合材料的方法
US10166708B2 (en) * 2014-10-07 2019-01-01 Safran Aircraft Engines Method for demoulding a composite material with an organic matrix

Also Published As

Publication number Publication date
US20150090396A1 (en) 2015-04-02
CN104379327A (zh) 2015-02-25
CN104379327B (zh) 2017-08-01
EP2858812A1 (fr) 2015-04-15
FR2991628A1 (fr) 2013-12-13
CA2874959A1 (fr) 2013-12-19
BR112014029250A2 (pt) 2018-04-24
RU2014153352A (ru) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0368734B1 (fr) Outillage pour le moulage de panneaux auto-raidis en matériau composite
EP2334486B1 (fr) Procede de fabrication d'une piece en materiau composite avec une forme concave, notamment une section en u et dispositif pour sa mise en oeuvre
FR2944839A1 (fr) Carter intermediaire de turbomachine d'aeronef comprenant des bras structuraux de raccord a fonctions mecanique et aerodynamique dissociees
EP2879830B1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce métallique
FR2767560A1 (fr) Ensemble reducteur de bruit pour turboreacteur d'aeronef
EP2225453A1 (fr) Nacelle pour moteur d'aéronef à tuyère de section variable
EP2390187A2 (fr) Procédé de fabrication par formage superplastique et par éclissage d'une nervure pour carénage aérodynamique de mat d'accrochage de moteur d'aéronef
EP2858812A1 (fr) Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une pièce composite
CA2875489A1 (fr) Procede de fabrication de panneaux cellulaires, destines notamment au domaine de l'aeronautique
EP3707074B1 (fr) Procédé de fabrication de panneau structural et/ou acoustique pour nacelle d'ensemble propulsif d'aéronef, et dispositif s'y rapportant
EP2804746B1 (fr) Ensemble d'outillage et procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite
EP4330023A1 (fr) Dispositif de moulage d'une piece aubagee de turbomachine
EP2846987A1 (fr) Procédé de fabrication d'une peau en composite formant virole non démoulable
FR2956706A1 (fr) Bague d'assemblage de pieces, de preference pour attache de mat d'accrochage de turbomachine d'aeronef
EP3841022B1 (fr) Ensemble et procédé de manutention d'un ensemble propulsif d'aéronef
EP4028656B1 (fr) Panneau structural et/ou acoustique comprenant une bride de fermeture en u orientee vers l'interieur du panneau, et procede de fabrication d'un tel panneau
FR3029831A1 (fr) Procede pour la reparation d’un panneau acoustique en materiau composite
EP2804745B1 (fr) Procédé pour la fabrication d'une pièce composite par drapage
EP3670387A1 (fr) Procede de fabrication d'une citerne en materiaux composites pour le transport de produits liquides et citerne associee
EP4633921A1 (fr) Procédé de fabrication additive d'une carcasse d'un pneumatique sans air pour un véhicule
FR3009697A1 (fr) Ensemble comprenant une virole equipee d'une bride comportant un creux annulaire recevant des plis des materiaux composites
WO2014199066A1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce composite
WO2024126385A1 (fr) Procédé de réalisation d'un pneumatique sans air par fabrication additive
FR2901189A1 (fr) Dispositif d'assemblage de deux parties d'un element d'echappement.
FR3119003A1 (fr) Procédé et système de solidarisation étanche d’une pièce auxiliaire traversante à une pièce principale

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13733387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2874959

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013733387

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014153352

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014029250

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014029250

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20141124