FR3020780A1 - Procede de fabrication d'une piece en materiau composite pour structure d'aeronef par pultrusion et cocuisson - Google Patents

Procede de fabrication d'une piece en materiau composite pour structure d'aeronef par pultrusion et cocuisson Download PDF

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Abstract

La fabrication d'éléments structuraux pour aéronefs requiert la mise en oeuvre de procédés complexes et coûteux, notamment dans le cas de pièces en matériau composite de forme générale allongée et à section ou épaisseur variable. L'invention propose de remédier à ce problème au moyen d'un procédé permettant la fabrication d'une pièce structurale (70) à partir d'un profilé principal (64) en matériau composite de forme simple obtenu par pultrusion et d'éléments de renfort (76, 78) en matériau composite solidarisés à une région à renforcer (74) du profilé principal par cocuisson avec ce dernier.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UNE PIÈCE EN MATÉRIAU COMPOSITE POUR STRUCTURE D'AÉRONEF PAR PULTRUSION ET COCUISSON DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite destinée à s'intégrer dans la structure d'un aéronef. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les figures 1 et 2 illustrent respectivement une section d'un fuselage d'aéronef 10 et une partie d'un caisson central de voilure d'aéronef 12. Comme le montre la figure 1, le fuselage 10 comporte de nombreuses pièces structurales de forme globalement allongée. Ces pièces consistent par exemple en des raidisseurs longitudinaux 14 du fuselage, également dénommés « lisses », des traverses de plancher 16, des rails de plancher 18, et des poutres de support de plancher 20, également dénommées « piquets », reliant les traverses de plancher 16 à des cadres circonférentiels 22 du fuselage. Ces différentes pièces prennent globalement la forme de poutres dont la section transversale est en général en C, en I, en L, en Z ou en oméga. Comme le montre la figure 2, le caisson central de voilure 12 comporte des bielles structurales 24, comprenant chacune une portion médiane tubulaire 26 et des parties d'extrémité 28 formant respectivement des chapes de fixation. Ces différentes pièces étaient initialement réalisées en métal ou en carbone. Toutefois, l'utilisation des matériaux composites se généralisant pour réduire la masse de la structure des aéronefs, il est devenu souhaitable de réaliser les pièces décrites ci-dessus en matériau composite, à faible coût, et d'une manière autorisant des cadences de production élevées. Par « matériau composite », on entend désigner un matériau à base de fibres de renfort noyées dans une matrice faisant office de liant, telle qu'une résine durcie. Les fibres de renfort peuvent être de nature métallique ou organique. Dans le cas particulier des pièces structurales de forme allongée telles que les pièces décrites ci-dessus, il est préférentiellement utilisé des fibres de carbone du fait des très bonnes propriétés mécaniques de ces dernières. La résine est habituellement une résine thermodurcissable, appartenant par exemple à la famille des résines époxy. La figure 3 illustre ainsi un raidisseur 30 de type connu réalisée en matériau composite, par exemple à partir de pré-imprégnés ou par infusion de résine. Ces techniques permettent la réalisation de pièces ayant une section transversale variable le long de la pièce, comme l'illustrent les figures 3a, 3b et 3c montrant le raidisseur 30 en section respectivement selon les plans A-A, B-B et C-C de la figure 3. Dans le cas de la réalisation de pièces ayant une section transversale constante, ces pièces peuvent également être réalisées par pultrusion. Toutefois, certaines régions de ces pièces requièrent d'être renforcées. Il s'agit en général des régions impliquées dans la fixation des pièces à d'autres éléments des structures des aéronefs, telles que les régions voisines des extrémités des pièces, et parfois une ou plusieurs régions médianes de ces pièces. A cet effet, des éléments de renfort métalliques 23 sont rapportés sur les régions à renforcer de ces pièces. La fixation de ces éléments de renfort 23 est en général réalisée par rivetage ou boulonnage, ce qui rend le procédé de fabrication de ces 2 0 pièces complexe et coûteux. De manière analogue, la figure 4 illustre une bielle structurale 24 de type connu, réalisée d'un seul tenant en matériau composite. Compte-tenu de la forme en général complexe des parties d'extrémité 28 d'une telle bielle, la fabrication d'une telle bielle requiert également un procédé complexe et coûteux. 2 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces problèmes. Elle propose à cet effet un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite pour structure d'aéronef, comprenant les étapes consistant à : - réaliser par pultrusion un profilé principal en un premier matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une résine polymérisable, de sorte que la résine du profilé principal obtenu soit dans un état de polymérisation partielle ; - réaliser au moins un élément de renfort en un deuxième matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une résine polymérisable, de sorte que la résine de l'élément de renfort obtenu soit dans un état de polymérisation partielle ; puis - appliquer ledit au moins un élément de renfort sur une région à renforcer dudit profilé principal ; puis - parachever la polymérisation de la résine appartenant à l'ensemble formé dudit profilé principal et dudit au moins un élément de renfort. L'invention propose ainsi de réaliser des pièces structurales à partir de profilés principaux en matériau composite réalisés par pultrusion et renforcés au moyen d'éléments de renfort, ou « patchs », en matériau composite, ces éléments de renfort étant liés aux profilés principaux par cocuisson. Il faut comprendre par-là que le parachèvement de la polymérisation de la résine du profilé principal et de la résine dudit au moins un élément de renfort s'effectue conjointement. L'invention permet donc de profiter de la simplicité et du faible coût de la technique de pultrusion tout en garantissant une qualité de liaison optimale entre les éléments de renfort et les profilés principaux grâce à la technique de cocuisson. De plus, la qualité de cette liaison peut être contrôlée par des moyens de contrôle non destructif conventionnels, notamment du type fonctionnant au moyen d'ultrasons. Le procédé selon l'invention permet en particulier de renforcer des régions particulières d'une pièce indépendamment du reste de la pièce. De préférence, ledit au moins un élément de renfort est réalisé par pultrusion. Dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention, ledit profilé principal présente une section transversale en C, en I, en L, en Z ou en « omega », et ledit au moins un élément de renfort comporte une partie plane appliquée sur une portion plane dudit profilé principal.
Dans un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, ledit profilé principal présente une section transversale fermée, et ledit au moins un élément de renfort est appliqué sur ladite région à renforcer dudit profilé principal par emmanchement.
De préférence, ledit profilé principal est de forme tubulaire, et au moins une partie dudit au moins un élément de renfort est de forme tubulaire apte à coopérer par emmanchement avec ledit profilé principal. De préférence, ledit au moins un élément de renfort consiste en deux éléments de renfort de forme tubulaire, et lesdits éléments de renfort sont respectivement emmanchés dans ou sur deux parties d'extrémité opposées dudit profilé principal. De préférence, la réalisation dudit profilé principal par pultrusion comporte une étape d'enroulement filamentaire. D'une manière générale, le procédé comprend avantageusement une étape ultérieure consistant à usiner ledit au moins un élément de renfort. Par ailleurs, le procédé comprend avantageusement une étape ultérieure consistant à percer un orifice au travers dudit au moins un élément de renfort. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique en perspective d'une section de fuselage d'un aéronef de type connu ; - la figure 2, déjà décrite, est une vue schématique partielle en perspective d'un caisson central de voilure d'un aéronef de type connu ; - la figure 3, déjà décrite, est une vue schématique de côté d'un raidisseur pour aéronef de type connu ; les figures 3a, 3b et 3c, déjà décrites, sont des vues schématiques en section transversale du raidisseur de la figure 3, respectivement selon les plans A-A, B-B et C-C de la figure 3 ; - la figure 4, déjà décrite, est une vue schématique de côté d'une bielle structurale pour aéronef de type connu ; - la figure 5 est une vue schématique d'une installation de pultrusion pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite pour structure d'aéronef selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue schématique partielle en perspective d'une pièce en matériau composite pour structure d'aéronef réalisée au moyen du procédé selon le premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est une vue schématique d'une installation de pultrusion pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite pour structure d'aéronef selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8a est une vue schématique de côté d'un profilé principal en matériau composite réalisé par pultrusion dans la mise en oeuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8b est une vue schématique en coupe axiale du profilé principal de la figure 8a, selon le plan A-A de la figure 8a ; - la figure 9a est une vue schématique de côté d'un profilé secondaire en matériau composite destiné à former un élément de renfort et réalisé par pultrusion dans la mise en oeuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 9b est une vue schématique en coupe axiale du profilé secondaire de la figure 9a, selon le plan B-B de la figure 9a ; - la figure 10a est une vue schématique de côté d'un élément de renfort obtenu par usinage du profilé secondaire de la figure 9a, dans la mise en oeuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 10b est une vue schématique en coupe axiale de l'élément de renfort de la figure 10a, selon le plan C-C de la figure 10a ; - la figure 11a est une vue schématique de côté d'un ensemble formé du profilé principal de la figure 8a et de l'élément de renfort de la figure 10a qui est emmanché dans une extrémité du profilé principal de la figure 8a, dans la mise en oeuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 11b est une vue schématique en coupe axiale de l'ensemble visible sur la figure 11a, selon le plan D-D de la figure 11a ; la figure 12a est une vue schématique de côté d'une pièce obtenue par usinage de l'ensemble de la figure 11a au terme de la mise en oeuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 12b est une vue schématique en coupe axiale de la pièce visible sur la figure 12a, selon le plan E-E de la figure 12a ; les figures 13a à 17b sont des vues semblables respectivement aux figures 8a à 12b et illustrent une variante de réalisation du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Le procédé selon l'invention est d'une manière générale destiné à la fabrication d'une pièce en matériau composite pour structure d'aéronef. Il concerne en particulier la fabrication de pièces de forme générale allongée, telles que des raidisseurs longitudinaux de fuselage, des traverses de plancher, des rails de plancher, des poutres de support de plancher, ou encore des bielles structurales. La figure 5 illustre très schématiquement une installation de pultrusion 50, d'un type connu en soi, permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention. Cette installation comprend une unité de support 52 pour le support de bobines de fibres de renfort, telles que des fibres de carbone, une unité d'imprégnation 54, une unité de cuisson 56, une unité de traction 58, et une unité de sciage 60.
Le procédé selon le premier mode de réalisation de l'invention comprend tout d'abord la fabrication d'un profilé principal en un premier matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une résine polymérisable, telle qu'une résine de type époxy thermodurcissable, au moyen de l'installation de pultrusion 50, et de sorte que la résine du profilé principal obtenu soit dans un état de polymérisation partielle. A cet effet, les fibres de renfort 62 sont dévidées progressivement à partir de l'unité de support 52 pour pénétrer dans l'unité d'imprégnation 54 et y être imprégnées de la résine polymérisable, puis les fibres poursuivent leur progression au travers de l'unité de cuisson 56 dans laquelle les fibres imprégnées de résine sont mises en forme au moyen d'une filière et où une polymérisation partielle de la résine est effectuée, de préférence de manière à aboutir à un taux de polymérisation compris entre 10% et 50% au sortir de l'unité de cuisson 56, ce taux étant préférentiellement compris entre 20% et 30%. Durant tout le processus, la traction des fibres de renfort permettant le dévidage de ces dernières est assurée par l'unité de traction 58. Enfin, l'unité de sciage 60 permet le découpage de profilés principaux 64 d'une longueur souhaitée en sortie de l'unité de cuisson 56. Les profilés principaux ainsi réalisés présentent par exemple une section transversale en C, en I, en L, en Z ou en « omega ».
Antérieurement ou postérieurement à la réalisation d'un profilé principal 64 comme expliqué ci-dessus, ou parallèlement à celle-ci, le procédé comprend la réalisation d'un ou plusieurs éléments de renfort en un deuxième matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une résine polymérisable, de sorte que la résine de chaque élément de renfort obtenu soit également dans un état de polymérisation partielle, de préférence également à un taux de polymérisation compris entre 10% et 50%, ce taux étant aussi préférentiellement compris entre 20% et 30%. Dans l'exemple illustré, les éléments de renfort sont réalisés au moyen de l'installation de pultrusion 50 ou d'une installation semblable, et le deuxième matériau composite est semblable au premier matériau composite, c'est-à-dire que les fibres et la résine du profilé principal 64 et des éléments de renfort sont respectivement de même nature. Les éléments de renfort prennent par exemple la forme de plaquettes ou de disques, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. Le procédé comprend ensuite l'application de chaque élément de renfort sur une région à renforcer du profilé principal 64.
A cet effet, une pression d'environ 1 bar ou plus est appliquée sur chaque élément de renfort de manière à le maintenir sur le profilé principal 64, par exemple au moyen de sacs à vide ou vessies à vide, selon une technique connue de l'homme du métier. Le vide est de préférence fait au contact de toutes les surfaces du profilé principal et de chaque élément de renfort. De cette manière, le risque de délamination ou d'apparition de porosités peut être limité au mieux. De plus, la géométrie finale de la pièce ainsi formée est de préférence assurée par un moule métallique. L'ensemble ainsi obtenu est alors placé dans un autoclave ou dans une étuve afin de parachever la polymérisation de la résine du matériau formant le profilé principal 64 et chaque élément de renfort, de préférence de manière à atteindre un taux de polymérisation de la résine supérieur ou égal à 95%. En variante, le parachèvement de la polymérisation de la résine sous pression peut être assuré au moyen d'une presse de formage à chaud, ce qui permet d'éviter le recours aux sacs à vide et à l'autoclave.
D'une manière générale, la liaison entre le profilé principal 64 et chaque élément de renfort est ainsi réalisée par cocuisson. La figure 6 illustre une partie d'extrémité d'une pièce obtenue au moyen du procédé ci-dessus. Dans l'exemple illustré, la pièce est une poutre de support de plancher 70 à section en I, c'est-à-dire comportant deux semelles 72 sensiblement parallèles l'une à l'autre et raccordées l'une à l'autre par une âme 74 sensiblement orthogonale aux semelles 72. La partie d'extrémité de la poutre de support de plancher 70 comporte deux éléments de renfort 76 et 78 superposés à l'âme 74 de la poutre 70 et liés à celle-ci par cocuisson, au niveau de deux régions à renforcer de l'âme 74. Dans cet exemple, les éléments de renfort ainsi que les régions à renforcer présentent donc une forme plane.
A titre d'exemple, l'élément de renfort 76 est en forme de plaquette rectangulaire, tandis que l'élément de renfort 78 est en forme de disque et a été en outre percé conjointement avec l'âme 74 de manière à former un orifice 80 traversant la poutre 70 pour permettre le passage d'un tuyau, d'un câble ou analogue (non représenté sur la figure 6), ou pour réduire la masse de la poutre 70. L'élément de renfort 76 peut être utilisé tel que représenté sur la figure 6 afin d'accroître l'épaisseur de l'âme 74 dans une région à renforcer de cette dernière. En variante, l'élément de renfort 76 peut être ultérieurement percé d'un ou plusieurs orifices, par exemple pour le passage d'un ou plusieurs organes de fixation (non représentés sur la figure 6). L'élément de renfort 76 permet alors d'améliorer la résistance de l'âme 74, notamment vis-à-vis des efforts de matage. La figure 7 illustre très schématiquement une installation de pultrusion 90, d'un type connu en soi, pour la mise en oeuvre d'un procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. Cette installation 90 est globalement semblable à l'installation de pultrusion 50 de la figure 3 mais s'en distingue au moins par le fait qu'elle comprend en outre une unité d'enroulement filamentaire 92. Dans l'exemple illustré, l'unité d'enroulement filamentaire 92 est disposée entre une pré-filière 93 et l'unité d'imprégnation 54.
L'installation 90 permet ainsi la mise en oeuvre d'une technique de pultrusion avec enroulement filamentaire, couramment dénommée « pullwinding », dans laquelle l'unité de support 52 fournit des fibres de renfort longitudinales 62 dont le passage au travers de la pré-filière 93 permet la formation d'un profilé à section transversale fermée, par exemple à section circulaire, tandis que l'unité d'enroulement filamentaire 92 permet l'enroulement de fibres de renfort circonférentielles 94 autour du profilé formé par les fibres longitudinales 62. Le procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, mis en oeuvre au moyen de l'installation de pultrusion 90, est particulièrement avantageux pour l'obtention de pièces de forme globalement tubulaire.
A titre d'exemple, les figures 8a à 12b illustrent la réalisation d'une bielle structurale 95 au moyen de ce procédé. Le procédé comprend tout d'abord la fabrication d'un profilé principal 96 (figures 8a et 8b) en un premier matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une résine polymérisable, au moyen de l'installation de pultrusion 90, et de sorte que la résine du profilé principal obtenu soit dans un état de polymérisation partielle. A cet effet, les fibres de renfort longitudinales 62 sont dévidées progressivement à partir de l'unité de support 52 et forment un profilé tubulaire en passant au travers de la pré-filière 93, et les fibres de renfort circonférentielles 94 sont dévidées progressivement à partir de l'unité d'enroulement filamentaire 92 et enroulées autour du profilé tubulaire précité, puis l'ensemble pénètre dans l'unité d'imprégnation 54, où les fibres de renfort 62 et 94 sont imprégnées de la résine polymérisable, puis les fibres de renfort imprégnées de résine poursuivent leur progression au travers de l'unité de cuisson 56 dans laquelle une filière garantit une mise en forme de l'ensemble et où a lieu une polymérisation partielle de la résine, de préférence de manière à aboutir à un taux de polymérisation de la résine compris entre 10% et 50% au sortir de l'unité de cuisson 56, ce taux étant préférentiellement compris entre 20% et 30%. Durant tout le processus, la traction des fibres de renfort 62 et 94, permettant le dévidage de ces dernières, est assurée par l'unité de traction 58. Enfin, l'unité de sciage 60 permet le découpage de profilés principaux 96 d'une longueur souhaitée en sortie de l'unité de cuisson 56. Les profilés principaux 96 ainsi réalisés présentent une forme tubulaire, par exemple à section transversale circulaire, comme l'illustrent les figures 8a et 8b.
Antérieurement ou postérieurement à la réalisation d'un profilé principal 96 comme expliqué ci-dessus, ou parallèlement à celle-ci, le procédé comprend la réalisation d'un ou plusieurs éléments de renfort 98 (figures 10a et 10b) en un deuxième matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une résine polymérisable, de sorte que la résine de chaque élément de renfort obtenu soit également dans un état de polymérisation partielle, de préférence à un taux de polymérisation compris entre 10% et 50%, ce taux étant préférentiellement compris entre 20% et 30%. Dans l'exemple illustré, les éléments de renfort 98 sont fabriqués à partir de profilés secondaires 100 (figures 9a et 9b) réalisés au moyen de l'installation de pultrusion 90 ou d'une installation semblable, et le deuxième matériau composite est semblable au premier matériau composite, c'est-à-dire que les fibres et la résine du profilé principal 96 et des éléments de renfort 98 sont respectivement de même nature. De plus, dans cet exemple, les éléments de renfort 98 sont au nombre de deux et sont semblables l'un à l'autre, seul l'un des éléments de renfort étant représenté sur les figures. Plus précisément, les profilés secondaires 100 (figures 9a et 9b) destinés à former les éléments de renfort 98 sont de préférence fabriqués de la même manière que le profilé principal 96. Les profilés secondaires 100 présentent néanmoins une longueur inférieure à la longueur du profilé principal 96 et une section externe de forme sensiblement complémentaire à la section interne du profilé principal 96 de manière à permettre un emmanchement ultérieur des profilés secondaires 100 respectivement dans deux parties d'extrémité opposées 102 du profilé principal 96. La fabrication des éléments de renfort 98 comprend ensuite l'usinage de la surface interne de chaque profilé secondaire 100 de manière à former dans cette surface interne une portion tronconique 104 à section s'élargissant jusqu'à une extrémité axiale 106 du profilé secondaire 100 (figure 10b). Les figures 10a et 10b montrent ainsi un élément de renfort 98 obtenu après l'usinage du profilé secondaire 100 correspondant. Le procédé comprend ensuite l'application de chaque élément de renfort 98 sur une région à renforcer du profilé principal 96.
Plus précisément, cette opération consiste ici à emmancher les deux éléments de renfort 98 respectivement dans les deux parties d'extrémité opposées 102 du profilé principal 96, comme illustré sur les figures 11a et 11b. De manière facultative, les éléments de renfort 98 peuvent être préalablement fendus dans leur direction longitudinale pour faciliter leur emmanchement dans le profilé principal 96.
Ensuite, une pression d'environ 1 bar ou plus est appliquée sur la surface intérieure de chaque élément de renfort, radialement en direction de l'extérieur, de manière à maintenir la surface de l'élément de renfort au contact de la surface du profilé principal 96. La pression est par exemple appliquée au moyen de sacs ou vessies à vide. Le profilé principal 96 est de préférence engagé dans une contre-forme cylindrique permettant d'appliquer une contre-pression sur la surface extérieure du profilé principal 96. De préférence, le vide est fait au contact de toutes les surfaces du profilé et de chaque élément de renfort. De cette manière, le risque de délamination ou d'apparition de porosités peut être limité au mieux.
L'ensemble ainsi obtenu est alors placé dans un autoclave ou dans une étuve afin de parachever la polymérisation de la résine du matériau formant le profilé principal 96 et chaque élément de renfort 98, de préférence de manière à atteindre un taux de polymérisation de la résine supérieur ou égal à 95%. En variante, le parachèvement de la polymérisation de la résine sous pression peut être assuré au moyen d'une presse de formage à chaud, ce qui permet d'éviter le recours aux sacs à vide et à l'autoclave. D'une manière générale, la liaison entre le profilé principal 96 et chaque élément de renfort 98 est ainsi réalisée par cocuisson. Dans l'exemple illustré, la portion tronconique 104 de chaque élément de renfort 98 permet d'éviter la présence d'une discontinuité dans la surface intérieure de la bielle 95. Le procédé comprend ensuite, de manière facultative, une étape d'usinage. Dans le cas particulier de la réalisation de la bielle structurale 95, l'usinage concerne en particulier les extrémités de la pièce de manière à former des chapes de fixation 108. A cet effet, deux fentes longitudinales 110 sont respectivement usinées depuis les extrémités longitudinales de la bielle structurale 95, et des orifices traversants sont ensuite percés dans la bielle au travers des parties d'extrémités 102 renforcées par les éléments de renfort 98, selon une direction sensiblement orthogonale au plan E-E des fentes longitudinales 110.
Comme le montre la figure 12b, les éléments de renfort 98 produisent une surépaisseur de la surface intérieure de la bielle structurale 95 au niveau des parties d'extrémité 102 de celle-ci.
Les figures 13a à 17b illustrent la réalisation d'une bielle structurale 95a au moyen d'une variante du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus. Dans cette variante, les profilés secondaires 100a (figures 14a et 14b) présentent une section interne de forme sensiblement complémentaire à la section externe du profilé principal 96 (figures 13a et 13b) de manière à permettre un emmanchement ultérieur des deux parties d'extrémité opposées 102 du profilé principal 96 respectivement dans les profilés secondaires 100a. De plus, l'usinage des éléments de renfort 98a concerne la surface externe de chaque profilé secondaire 100a de manière à former dans cette surface externe une portion tronconique 104a à section s'élargissant à partir d'une extrémité axiale 106a du profilé secondaire 100a (figures 15a et 15b). L'opération d'application de chaque élément de renfort 98a sur une région à renforcer du profilé principal 96 consiste alors à emmancher les deux éléments de renfort 98a respectivement sur les deux parties d'extrémité opposées 102 du profilé principal 96, comme illustré sur les figures 16a et 16b. De manière facultative, les éléments de renfort 98a peuvent être préalablement fendus dans leur direction longitudinale pour faciliter leur emmanchement sur le profilé principal 96. La contre-forme utilisée dans ce cas peut être un mandrin engagé à l'intérieur du profilé principal 96.
La pièce obtenue peut être ultérieurement usinée, par exemple pour ménager des fentes 110a et former des chapes 108a comme dans le cas de la bielle 95 décrite ci-dessus. Il est à noter que dans cet exemple, les éléments de renfort 98a produisent une surépaisseur de la surface extérieure de la bielle structurale 95a.
Dans ce cas, la portion tronconique 104a de chaque élément de renfort 98a permet d'éviter la présence d'une discontinuité dans la surface extérieure de la bielle 95a.
D'une manière générale, le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir, d'une manière simple et peu coûteuse, une pièce en matériau composite ayant une forme relativement complexe. Par ailleurs, il est à noter que dans les procédés décrits ci-dessus, des tissus multiaxiaux peuvent être superposés aux fibres de renfort 62. Comme cela est connu de l'homme du métier, de tels tissus comprennent des fibres orientées selon plusieurs directions inclinées par rapport à la direction longitudinale définie par les fibres de renfort 62.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce (70, 95, 95a) en matériau composite pour structure d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - réaliser par pultrusion un profilé principal (64, 96) en un premier matériau composite comprenant des fibres de renfort (62, 94) noyées dans une résine polymérisable, de sorte que la résine du profilé principal obtenu soit dans un état de polymérisation partielle ; - réaliser au moins un élément de renfort (76, 78, 98, 98a) en un deuxième matériau composite comprenant des fibres de renfort (62, 94) noyées dans une résine polymérisable, de sorte que la résine de l'élément de renfort obtenu soit dans un état de polymérisation partielle ; puis - appliquer ledit au moins un élément de renfort sur une région à renforcer (74, 102) dudit profilé principal (64, 96) ; puis - parachever la polymérisation de la résine appartenant à l'ensemble formé dudit profilé principal (64, 96) et dudit au moins un élément de renfort (76, 78, 98, 98a).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit au moins un élément de renfort (76, 78, 98, 98a) est réalisé par pultrusion.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit profilé principal (64) présente une section transversale en C, en I, en L, en Z ou en « omega », et dans lequel ledit au moins un élément de renfort (76, 78) comporte une partie plane appliquée sur une portion plane (74) dudit profilé principal (64).
  4. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit profilé principal (96) présente une section transversale fermée, et dans lequel ledit au moins un élément de renfort (98, 98a) est appliqué sur ladite région à renforcer (102) dudit profilé principal (96) par emmanchement.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit profilé principal (96) est de forme tubulaire, et au moins une partie dudit au moins un élément de renfort (98, 98a) est de forme tubulaire apte à coopérer par emmanchement avec ledit profilé principal.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit au moins un élément de renfort (98, 98a) consiste en deux éléments de renfort de forme tubulaire, et dans lequel lesdits éléments de renfort sont respectivement emmanchés dans ou sur deux parties d'extrémité (102) opposées dudit profilé principal (96).
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la réalisation dudit profilé principal (96) par pultrusion comporte une étape d'enroulement filamentaire.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape ultérieure consistant à usiner ledit au moins un élément de renfort (76, 78, 98, 98a).
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape ultérieure consistant à percer un orifice au travers dudit au moins un élément de renfort (76, 78, 98, 98a).
FR1454182A 2014-05-09 2014-05-09 Procede de fabrication d'une piece en materiau composite pour structure d'aeronef par pultrusion et cocuisson Active FR3020780B1 (fr)

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