FR3025491A1 - Panneau raidi pour aeronef. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un panneau de fuselage d'un aéronef comportant une peau (11) et un ensemble de raidisseurs (12) s'étendant sur une première grande face (13) de ladite peau de manière à la rigidifier, le panneau étant caractérisé en ce que la peau et au moins une partie d'un raidisseur sont fabriqués simultanément et de manière additive. Application à un aéronef

Description

1 Panneau raidi pour aéronef Domaine technique L'invention se rapporte à un panneau raidi pour aéronef. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un tel panneau, ainsi qu'à un aéronef comportant un tel panneau. Etat de la technique En aérostructure, les panneaux de fuselage métalliques d'aéronef sont classiquement constitués d'une tôle extérieure, ou « peau », sur laquelle sont fixés des raidisseurs. Les raidisseurs sont habituellement fabriqués par pliage, emboutissage, cintrage, roulage ou formage. Ils sont classiquement fixés au moyen de rivets, de vis, de boulons, par collage, par sertissage, clinchage ou par soudage. Certains raidisseurs, appelés « lisses » ou « poutres » ou « entablements », s'étendent sensiblement selon la longueur du panneau. D'autres raidisseurs, appelés « cadres », s'étendent sensiblement perpendiculairement à la direction des lisses. Les raidisseurs forment ainsi maillage qui améliore les propriétés mécaniques de la peau. L'adaptation des panneaux pour y ménager des ouvertures ou les rendre compatibles avec d'autres pièces nécessite des traitements complexes et/ou polluants. Par exemple, l'épaisseur est classiquement modifiée par usinage chimique et les ouvertures doivent être découpées à travers les panneaux. En outre, un soyage des ouvertures est généralement nécessaire lorsque ces ouvertures doivent recevoir un organe exposé à l'environnement extérieur, par exemple un hublot. Par ailleurs, les contraintes liées aux procédés de fabrication des raidisseurs limitent les formes, positions et orientations possibles pour ces derniers, en particulier pour les raidisseurs métalliques. La forme des raidisseurs n'est donc pas toujours optimale pour raidir le panneau. Cet aspect est particulièrement critique dans le domaine de l'aéronautique, dans lequel le poids des pièces doit être le plus faible possible.

3025491 2 Il existe un besoin pour un panneau mieux adapté à son application et pour un procédé de fabrication d'un tel panneau qui soit moins complexe et/ou moins polluant que les procédés de fabrication des panneaux raidis actuels. Un but de l'invention est de répondre, au moins partiellement, à ce besoin.

5 Résumé de l'invention L'invention propose un panneau d'un aéronef comportant une peau et un ensemble de raidisseurs s'étendant sur une première grande face de ladite peau, de manière à la rigidifier, le panneau étant remarquable en ce que la peau et au moins une partie d'un raidisseur sont fabriqués simultanément et de manière additive (en anglais « Additive 10 Manufacturing », « e-Manufacturing » ou « Direct Manufacturing »). Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, une fabrication additive du panneau permet de fabriquer, de manière très efficace, un panneau parfaitement adapté à son application. De préférence, un panneau selon l'invention comporte encore une, et de préférence 15 plusieurs, des caractéristiques optionnelles suivantes : - le panneau comporte une adaptation locale fabriquée simultanément et de manière additive avec la peau et ladite partie de raidisseur, l'adaptation locale étant choisie dans le groupe constitué par une ouverture, un soyage, un conduit, un microcanal, une gaine, et un support pour un câble et/ou un harnais et/ou une tuyauterie et/ou un appareil 20 électrique et/ou un appareil électronique et/ou un réservoir et/ou un habillage de finition intérieur et/ou un équipement mécanique et/ou un appareil hydraulique ; l'ouverture est un trou de fixation pour une vis ou un rivet ou est configurée pour recevoir un organe choisi dans le groupe constitué par un pare-brise, une porte, une rampe, un hublot et une trappe d'accès ; 25 le panneau comporte une marque en relief et/ou en creux fabriquée simultanément et de manière additive avec la peau et ladite partie de raidisseur, la marque présentant la forme d'un texte et/ou d'une image et/ou d'un motif et/ou d'un code ; la peau et l'ensemble des raidisseurs sont fabriqués simultanément et de manière additive 3025491 3 la peau et le raidisseur, et plus généralement les parties o:; panneau fabriquées de manière additive, sont en un matériau constitué de particules agglomérées, par exemple par frittage, par laser ou par fusion laser ou par faisceau d'électrons ; - la peau et/ou les raidisseurs sont en un matériau comportant, pour plus de 90% de sa 5 masse : - un métal et/ou un alliage métallique, de préférence un matériau choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le titane, l'acier, le cuivre, le nickel, et les alliages de ces métaux, et/ou - un matériau (co)polymère, en particulier un plastique, 10 - et/ou un matériau céramique ; les raidisseurs s'étendent sur la peau de manière à suivre selon les lignes de force et/ou de manière à suivre des lignes géodésiques ; le panneau est tel que : - au moins un raidisseur présente une section transversale dont la forme et/ou les 15 dimensions est (sont) variable(s) selon la longueur dudit raidisseur, et/ou au moins un raidisseur est constitué en un matériau dont la composition et/ou la microstructure est variable selon la longueur dudit raidisseur, et/ou la peau présente une épaisseur variable et/ou est constitué en un matériau dont la composition et/ou la microstructure est variable selon l'emplacement considéré ; 20 au moins un raidisseur présente, sur au moins une partie de sa longueur, de préférence sur toute sa longueur, une lumière longitudinale ; - la lumière est délimitée par une paroi fabriquée de manière additive et interrompue par au moins une fenêtre formée simultanément à ladite paroi la peau suit une surface non développable ; 25 la peau présente une deuxième grande face, opposée à la première grande face, au moins une des première et deuxième grandes faces présentant un état de surface tel que Ra soit compris entre 0,8 et 6,3, Ra étant mesuré suivant les normes internationales (ISO 4287 et ISO 12085). L'invention concerne ainsi un aéronef comportant un panneau selon l'invention, de préférence un assemblage de panneaux selon l'invention. L'aéronef peut être en particulier un avion, un drone, un planeur, un dirigeable, un convertible, un girodyne, un aérodyne, un giravion, un autogire, un gyroplane, ou un hélicoptère.

3025491 4 De préférence, l'aéronef comporte un élément choisi dans le groupe constitué par un plancher, une rampe, un fuselage, un cadre, une poutre principale, un entablement, une cloison de séparation, une porte, un capot, et une trappe, ledit élément étant au moins en partie constitué d'un panneau selon l'invention. Dans un mode de réalisation, l'aéronef 5 comporte une structure primaire et/ou une structure secondaire et/ou un fuselage au moins en partie constitué d'un panneau selon l'invention. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un panneau comportant une étape de fabrication additive, de préférence d'impression en trois dimensions, pour former la peau et ladite partie de raidisseur, de préférence le raidisseur, de préférence l'ensemble des 10 raidisseurs. Définitions - Un « raidisseur » est Lii'd élément de forme allongée, relié à une peau de manière à participer à la stabilité structurale et/ou à la résistance mécanique de cette peau. Les raidisseurs sont parfois également appelés « longerons » ou « nervures ».

15 Le fait qu'un panneau ait été fabriqué de manière additive est facilement identifiable par l'homme de l'art. En particulier, il peut constater l'absence de fixation rapportée pour fixer les raidisseurs sur la peau. Entre la peau et le raidisseur, il peut également généralement constater une homogénéité de microstructure et une absence de ligne d'interruption de la matière, signe d'une séparation entre deux pièces différentes. Avant de recevoir une 20 protection éventuelle, le matériau du panneau peut présenter le même aspect en tout point. Le fait qu'un panneau ait été fabriqué de manière additive peut également parfois être identifié par sa forme lorsque cette dernière ne peut pas être obtenue par d'autres procédés, par exemple par extraction de matière.

25 Une « ligne de force » est une ligne qui s'étend sur une grande face d'un panneau et qui correspond à une contrainte mécanique déterminée exercée sur le panneau lors de l'utilisation normale de l'aéronef, correspondant aux conditions de vol (appelées aussi « cas de charge ») qui seront les plus fréquentes et/ou les plus critiques lors de l'exploitation de l'aéronef. La détermination des lignes de force peut être classiquement 30 effectuée à partir d'un modèle numérique réalisé par ordinateur, classiquement utilisé pour optimiser leur position (« optimisation topologique » ou « topology optimisation » en anglais).

3025491 5 Par « particule », on entend un objet solide dont la taille est inférieure à 3 mm. La taille des particules d'une poudre est évaluée classiquement par une caractérisation de distribution granulométrique réalisée avec un granulomètre laser. Le granulomètre laser peut être, par exemple, un Partica LA-950 V2 de la société HORIBA.

5 Les percentiles ou « centiles » 10 (D10), 50 (D50), 90 (D90) et 99,5 (099.5), et plus généralement « n » D, d'une population de particules sont les tailles correspondant aux pourcentages de 10%, 50%, 90%, 99,5% et n%, respectivement, sur la courbe de distribution cumulée des tailles de particules, les tailles étant classées par ordre croissant. Les pourcentages sont en masse.

10 Par exemple, 10 %, en masse, des particules de la poudre ont une taille inférieure à D10 et 90 % des particules en masse ont une taille supérieure ou égale à 010. Le percentile 99,5 099,5 est classiquement appelé « taille maximale ». - On appelle « frittage » la consolidation par traitement thermique d'une préforme, avec éventuellement une fusion, partielle ou totale, de certains de ses constituants (mais pas 15 de tous ses constituants, de sorte que la préforme n'est pas transformée en une masse liquide, contrairement à la fusion). De manière générale, le frittage conduit à la transformation des particules fines en une phase liante, ou "matrice", qui va lier entre elles les particules grossières (sensiblement non affectées par le frittage). 20 - De façon imagée, une courbe « géodésique » de surface, correspond à la trajectoire d'un observateur se déplaçant sur ladite surface en marchant droit devant lui. Une telle trajectoire, qui correspond à une ligne droite sur un plan, est dite à courbure géodésique nulle. Ainsi, dans le cas d'une surface cylindrique, une trajectoire suivant une circonférence, une trajectoire suivant une génératrice ou une trajectoire hélicoïdale à pas 25 constant sur cette surface sont des trajectoires à courbure géodésique nulle. - Par « contenant un », « comprenant un » ou « comportant un », on entend « comportant au moins un », sauf indication contraire. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à l'examen du 30 dessin, fourni à titre illustratif et non limitatif, dans lequel - les figures la-c représentent en perspective, de face et en détail n exemple d'assemblage de deux panneaux selon l'invention ; 3025491 6 les figures 2a-b représentent, en perspective, des exemples d'un panneau et d'un assemblage de deux panneaux selon l'invention ; - les figures 3a-1 représentent, en perspective, des exemples de panneaux selon l'invention, observés de face ; 5 - les figures 4a-aa représentent des exemples de coupes transversales de raidisseurs selon l'invention (plan de coupe P sur les figures 3 et 5) ; - les figures 5 et 6a représentent, en perspective, des exemples de raidisseur pourvus de fenêtres, la figure 6b représentant une coupe transversale du raidisseur de la figure 6a et la figure 6 c représentant une variante de la figure 6b ; 10 la figure 7 représente, vu de face, un panneau selon l'invention comportant des régions en des matériaux différents ; et - les figures 7a-c et 8a-e représentent des exemples d'adaptations locales. Dans les différentes figures, des organes identiques ou analogues ont été référencés avec des références identiques.

15 Description détaillée Procédé Selon l'invention, une peau est formée simultanément à au moins une partie d'un raidisseur, par fabrication additive. Par « simultanément » ou « en même temps », on entend que la peau et ladite partie de raidisseur ne sont pas fabriquées séparément avant que le 20 raidisseur soit assemblé à la peau, mais sont fabriquées lors des mêmes opérations de fabrication additive. Ces termes n'impliquent cependant pas que la peau et ladite partie de raidisseur sont strictement fabriquées au même moment. Les opérations de fabrication additive peuvent conduire à fabriquer la peau avant, après ou strictement au même moment que ladite partie de raidisseur.

25 En particulier, cette fabrication simultanée implique que ladite partie de raidisseur est formée in situ relativement à une peau, c'est-à-dire est formée à l'endroit même de la peau qu'elle occupe dans le panneau final. Elle implique également que la formation de ladite partie de raidisseur s'accompagne de sa fixation sur la peau. Suivant la norme française XP E 67-030, « la fabrication additive regroupe les technologies 30 permettant de fabriquer des pièces par couches successives de matière à partir d'un 3025491 7 modèle numérique ». Cette norme, ainsi que les normes françaises NF E 67-001, NF E 67010, et les normes ASTM 2792 12A et ISO 17296, fournissent des informations utiles pour la mise en oeuvre de procédés par fabrication additive. L'article « Rapid Manufacturing of Meta! Components by Laser Forming », par Edson Costa Santos et al, International Journal 5 of Machine Tools and Manufacture 46 (2006), 1459-1468, décrit également des exemples de tels procédés. De manière générale, un procédé selon l'invention peut notamment mettre en oeuvre plusieurs des procédés bien connus suivants : la Fusion Sélective Laser, en anglais « SLM® » pour « Selective Laser Melting », le frittage Laser Direct de Métal, en anglais 10 « DMLS » pour « Direct Metal Laser Sintering », le frittage de Poudre, en anglais « PS » pour « Powder Sintering », le Frittage Infrarouge, en phase liquide ou solide, poudre statique ou projetée, le Frittage Laser Sélectif, en anglais « SLS O » pour « Selective Laser Sintering »,la fabrication par couche, en anglais « ALM » pour « Additive Layer Manufacturing », la fabrication additive laser, le procédé « CLAD » pour « Construction 15 Laser Additive Directe », la fabrication Laser en forme libre, en anglais « LFFM » pour « Laser Free Form Manufacturing », la fabrication EBM, pour « Electron Beam Melting », de la société suédoise ARCAM, la fabrication par Laser Cusing, de la société allemande Concept Laser, la fabrication UAM, en anglais « Manufacturing Additive Ultrasons », qui consiste â construire des objets métalliques solides par soudage ultrasonique d'une 20 succession de bandes de métal en une forme 3D, ou la mise en forme en réseau par laser, en anglais LENS pour « Laser Engineered Net Shaping ». Ces différents procédés sont notamment décrits dans les documents et sites suivants https://thre3d.com/what-is-3d-printing http://www.additive3d.com/tl 221a.htm#dmds 25 DMLS : http://www.3dnatives. com/frittage-laser-poudres-metalliques-on-vous-explioue-tout/ SLS : site de la société 3D Systems et Brevet US 4863538: http://vvww.3dsystems. com/resources/information-quides/selective-laser-sinterinq/sfs http://vvww.3dsystems.com/about-us SLM : patent DE 19649865 et site de la société REALIZER : 30 http://www.realizencom/en/startseiteiselective-laser-melting SLM et SLS : brevet WO 2014 083 277_ EBM : site de ARCAM 3025491 8 http://www.arcam.com/technology/electron-beam-melting/ http://www.calraminc.com/howItWorks/Electron Beam Meltinq.html http://en.wikipedia.org/wiki/Efectron beam meltinq CLAD : Site de IREPA LASER : 5 http://www.irepa-laser. com/fr/fabrication-additive-par-procede-clad http://www.beam-machines.fr/ http://www.beam-machines.fr/innovation/la-technologie.html http://www.precoinc.com/capabifities/clad.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Construction Laser Additive Directe 10 http://en.wikipedia.orq/wiki/Claddinq (metalworkinq) LaserCUSING : Site de Conceptlaser : http://www.concept-laser.de/en/technolocelasercusingrhtml UAM : Article de l'Usine Nouvelle, par Philippe Passebon, publié le 21/08/2014 LENS : 15 http://www.sandia.gov/media/lens.htm http://www.additive3d.com/lens.htm http://www.additive3d.com/len int.htm http://www.additive3d.com/tl 221a.htm#dmds La fabrication additive d'un panneau peut résulter d'une superposition de couches dont la 20 forme est déterminée pour que ladite superposition ait la forme du panneau souhaité, chaque couche étant consolidée avant dépôt de la couche suivante. Les couches sont classiquement, mais de manière non limitative, constituées d'une poudre, la taille maximale D99.5 de la poudre étant de préférence inférieure à 1 mm. La consolidation de la couche peut comprendre un frittage ou une fusion, en particulier pour 25 des couches à base de particules métalliques. La consolidation peut comprendre un simple chauffage pour des charges de départ à base de particules polymères. La consolidation conduit classiquement à une augmentation de la densité. La densité du matériau consolidé est de préférence plus de 0,8 fois, de préférence plus de 0,9 fois celle du matériau constitutif des particules de la poudre utilisée.

30 Si la superposition de couches consolidée ne présente pas la forme du panneau souhaité, de la matière peut être ajoutée ou enlevée suivant des procédés conventionnels, de 3025491 9 préférence sans modifier la forme générale de la pièce consolidée. Un ajout peut par exemple être réalisé par rechargement laser. La forme « générale » de la pièce consolidée correspond donc de préférence sensiblement à celle du panneau souhaité. Dans un mode de réalisation, des modifications mineures 5 peuvent être cependant apportées localement à la forme des raidisseurs ou de la peau, par exemple le ménagement d'un trou de fixation ou d'un trou d'évacuation d'eau de condensation ou de fuel. Dans un mode de réalisation, le procédé de fabrication additive est mis en oeuvre dans une atmosphère inerte ou contrôlée, par exemple sous azote ou argon, notamment pour limiter 10 la corrosion intergranulaire, c'est-à-dire entre les particules agglomérées suite à la consolidation des couches. Le procédé de fabrication additive peut être également mis en oeuvre sous air ambiant. Un procédé de fabrication additive est beaucoup plus simple qu'un usinage. Il offre en outre beaucoup plus de souplesse dans la détermination de la forme.

15 Dans un mode de réalisation, préalablement au dépôt de la première couche destinée à constituer au moins une partie d'un raidisseur, on détermine des lignes de forces pour le panneau, en fonction de sa destination dans l'aéronef (et notamment selon qu'il est exposé à l'environnement extérieur ou est disposé dans le volume intérieur de l'aéronef) et des contraintes qu'il est destiné à subir en conséquence. Les raidisseurs sont ensuite formés 20 suivant lesdites lignes de force. De préférence, le procédé ne comporte pas d'étape intermédiaire entre les étapes de dépôt d'une couche et de consolidation de cette couche. Panneau Un panneau 10 selon l'invention comporte une peau 11 et des raidisseurs 12.

25 L'épaisseur locale d'un panneau 10 selon l'invention (en considérant la peau et les raidisseurs) est de préférence comprise entre 0,3 mm et 200 mm. En particulier dans les régions non pourvues d'adaptations locales, décrites ci-après, l'épaisseur totale est de préférence inférieure à 1ti:} f-(:), inférieure à 50 mm, de préférence inférieure à 35 mm.

3025491 10 Comme représenté sur les figures la et lb, un panneau selon l'invention peut être plan (10a) ou courbe (10b). La courbure peut être simple, en particulier seulement longitudinale ou seulement transversale, ou multiple, en particulier à la fois transversale et longitudinale. La courbure peut être fixe ou évolutive. En particulier, le panneau peut être plan par endroit 5 et courbe ailleurs. La courbure peut être partout positive ou négative, comme pour un cylindre, ou être positive par endroit et négative ou nulle ailleurs, comme pour une selle de cheval. Les rayons de courbure peuvent être notamment de quelques millimètres, mètres ou kilomètres selon l'orientation et l'emplacement de la courbure. Les rayons de courbures sont typiquement de quelques mètres dans le sens transversal du fuselage à quelques 10 dizaines de mètres dans le sens longitudinal. La forme générale du panneau peut être concave ou convexe, ou concave par endroit et convexe ailleurs. Le panneau peut être fermé sur lui-même, et par exemple prendre la forme générale d'un cylindre. Dans un mode de réalisation avantageux, le panneau comporte une adaptation locale 17 15 sous la forme d'une ouverture 14, par exemple destinée à recevoir un pare-brise, une porte, une rampe, un hublot ou une trappe d'accès, l'ouverture étant de préférence formée en même temps que la peau et le(s) raidisseur(s). L'ouverture peut être également, par exemple, un trou de fixation, par exemple pour l'assemblage de plusieurs panneaux entre eux, ou un trou d'évacuation, par exemple d'eau de condensation ou de fuel (Dalot). Dans 20 un mode de réalisation préféré, l'ouverture 14, la peau et les raidisseurs sont fabriqués simultanément et de manière additive. Le panneau peut également comporter une ou plusieurs autres adaptations locales 17 formées en même temps que la peau et le(s) raidisseur(s), par exemple pour servir de conduit, de microcanal, de gaine ou de support à une pièce de l'aéronef (figure 8), par 25 exemple un câble (ou harnais) 21, par exemple retenu au moyen d'un collier 23, une tuyauterie, un appareil électrique ou électronique, comme un climatiseur, un appareil hydraulique, un réservoir, un habillage de finition intérieure ou un équipement mécanique. Le rebord 15 de l'ouverture 14 peut ainsi être adapté pour recevoir un hublot en même temps que la peau et les raidisseurs sont fabriqués.

30 Comme représenté sur les figures 7a-7c, l'adaptation locale 17 peut être en particulier une ou plusieurs surfaces d'appui ou « plans de pose » destinées à recevoir d'autres 3025491 11. équipements. Ces surfaces d'appui peuvent s'étendre sur les première ou deuxième grandes faces 13 et 13', parallèlement ou non aux dites première ou deuxième grande faces. Classiquement, ces équipements mécaniques ou électriques (tout ce qui est différent de la 5 structure) sont installés sur des supports qui sont eux-mêmes fixés sur la structure après l'assemblage de celle-ci. L'invention permet donc de simplifier considérablement le procédé de fabrication. Une adaptation locale peut être un raccord (ou un élément de jonction) pour relier un autre composant (par exemple une tuyauterie ou un conduit).

10 Une adaptation locale peut être intégrée dans un raidisseur. Par exemple, un raidisseur peut servir de conduit d'alimentation, par exemple en carburant. Dans un mode de réalisation, une ou plusieurs adaptations locales 17 contiennent un fluide, par exemple de l'air, de l'huile, de l'eau, un fluide frigorigène ou un carburant. Le fluide peut circuler ou être enfermé dans lesdites adaptations locales 17. Une adaptation locale peut 15 conduire à ménager deux lumières dans lesquelles circulent respectivement de l'air et un autre fluide, par exemple, comme représenté sur la figure 8c. Dans un mode de réalisation, les adaptations locales forment un réseau de microcanaux (de diamètre inférieur à 1mm) permettant de surveiller l'évolution structurelle du panneau. Le réseau est de préférence tridimensionnel et s'étend de préférence à travers tout le 20 panneau. De préférence, le réseau emprisonne un fluide et le panneau peut être équipé d'un ou plusieurs capteur(s) permettant de contrôler que le fluide ne s'échappe pas. En particulier, le fluide peut être initialement sous une pression supérieure ou inférieure à la pression atmosphérique et le(s) capteur(s) peu(ven)t détecter toute évolution de la pression du fluide par rapport à la pression atmosphérique. Une telle évolution serait synonyme de 25 fuite, et donc correspondrait à l'apparition d'une fissure ou d'un trou. Le temps nécessaire chaque capteur pour mesurer cette évolution de pression permet de localiser la position de la fissure ou du trou. L'information peut être transmise en temps réel à opérateur ou un dispositif de contrôle, que l'aéronef soit au sol ou en vol. Dans un mode de réalisation préféré, l'adaptation locale 17, la peau et les raidisseurs sont 30 fabriqués simultanément et de manière additive. L'adaptation locale peut être ménagée sur 3025491 12 la peau (figure 7) ou sur un raidisseur (figure 8) ou dans l'épaisseur de la peau ou du (des) raidisseur(s) ou à l'intérieur du (des) raidisseur(s). Dans un mode de réalisation, une adaptation locale 17 reçoit un ou plusieurs éléments mobiles par rapport au raidisseur ou à la peau, par exemple une vis ou un goujon prisonnier 5 ou une charnière, les éléments mobiles pouvant être réalisés en même temps que le panneau. Selon l'invention, un raidisseur peut donc assurer sa fonction première qui est de raidir ou renforcer le panneau mais aussi une autre fonction associée à l'adaptation locale, par exemple la fonction de tuyauterie ou de support.

10 Le panneau peut ensuite recevoir un traitement de surface, par exemple un traitement anti- corrosion, un traitement thermique, un grenaillage, une projection d'un média abrasif, une tribofinition, un ragréage, un ponçage, un apprêt, une peinture. Une ouverture peut également subir un soyage permettant à un organe ixL,i dans ladite ouverture (hublot, trappe, porte ...) de prendre appui sur le bord de ladite ouverture sans 15 faire saillie du côté de l'appui. Par exemple, la tête d'un rivet introduit dans une telle ouverture peut avantageusement affleurer, sans dépasser de la surface de la peau grâce à une fraisure (ou une autre forme...) pratiquée au niveau de l'ouverture. L'aérodynamisme en est amélioré. Dans un mode de réalisation préféré, le soyage (ou fraisure ou une autre forme), la peau et les raidisseurs sont fabriqués simultanément et de manière additive.

20 Dans un mode de réalisation, le panneau est usiné. De préférence cependant, la forme générale définitive du panneau est obtenue dès la fin de l'opération de fabrication additive. Les compositions des raidisseurs et de la peau peuvent être identiques ou différentes. Dans une même pièce, par exemple au sein d'un raidisseur ou de la peau, la composition et/ou la microstructure du matériau peuvent également varier d'un emplacement à l'autre, en 25 particulier pour tenir compte des contraintes du panneau en utilisation. Comme représenté sur la figure 7, le panneau 10 peut ainsi comporter plusieurs régions R1-R4 en des matériaux différents. Dans un mode de réalisation préféré, le panneau est en un matériau composite, c'est-à-dire comporte des régions en des matériaux différents. La composition et/ou la microstructure du matériau peuvent également varier dans l'épaisseur d'un 30 raidisseur ou de la peau.

3025491 13 La composition peut notamment être métallique. Des panneaux composites comportant des régions métalliques et des régions en matériau non métallique, par exemple polymère, sont également possibles. L'aire d'un panneau selon l'invention n'est pas limitative. Dans un mode de réalisation, le 5 panneau constitue le fuselage complet, voire tout ou partie de la structure primaire, qui inclut les peaux, les raidisseurs, les cadres, les poutres principales, et les entablements, ou tout ou partie de la structure secondaire qui inclut des cloisons de séparation, des portes, des rampes, des capots, et des trappes. Plusieurs panneaux 10 - 10' peuvent également être assemblés entre eux, comme représenté sur les figures 2a et 2b.

10 Peau Le panneau peut comporter une ou plusieurs peaux, en particulier deux peaux 11 et 11'. La ou les peaux du panneau peuvent présenter une épaisseur constante. La peau 11 peut égaiement présenter une épaisseur variable. De préférence, les variations d'épaisseur sont déterminées en fonction des contraintes mécaniques locales en 15 exploitation. L'invention est particulièrement adaptée lorsque la différence entre l'épaisseur maximale et l'épaisseur minimale est supérieure à 30 %, supérieure à 40 %, voire supérieure à 50 % de l'épaisseur maximale. On pourrait par exemple envisager de passer de 0,5 mm à 10 mm selon les zones. L'épaisseur de la peau 11 est de préférence comprise entre 0,3 mm et 15 wrn, de 20 préférence inférieure à 5 mm. Son aire n'est pas limitative. Selon la technique antérieure, l'épaisseur évolue par palier (formation de « marches ).>) par superposition de tôles ou d'autres pièces. La différence d'épaisseur entre une première tôle et une deuxième tôle qui lui est superposée ne doit pas dépasser 30%. H y a donc une cassure entre la première et la deuxième tôle. De préférence, selon l'invention, l'épaisseur 25 évolue progressivement. La peau 11 présente des première et deuxième grandes faces, 13 et 13', respectivement. La peau 11 peut suivre une surface développable ou non développable, tout en conservant une épaisseur constante, à la différence des peaux formées par emboutissage. Dans un mode de réalisation, au moins sur la deuxième grande face, la peau est lisse au toucher.

3025491 14 Raidisseur Selon l'invention, au moins une partie d'un raidisseur est fabriqué de manière additive avec la peau. Ladite partie de raidisseur représente de préférence plus de 50%, de préférence 5 plus de 80%, de préférence sensiblement 100% du volume du raidisseur. De préférence, la peau et au moins un raidisseur, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence 100% (c'est-à-dire tous les raidisseurs) de la longueur de l'ensemble des raidisseurs sont formés simultanément et de manière additive.

10 Les raidisseurs 12 du panneau peuvent suivre n'importe quelle ligne sur la peau, et notamment des lignes rectilignes, courbes, ouvertes ou fermées, comme représenté sur la figure 3. En particulier, ils peuvent s'étendre selon des surfaces développables et/ou non développables et/ou suivre des lignes géodésiques, c'est-à-dire les lignes les plus courtes pour joindre deux points, ou, lorsqu'ils sont observés perpendiculairement à la peau, 15 représenter une forme géométrique, par exemple rectiligne (figures 3a, 3c-31), courbe (figures 3b,3d, 3h, 31), notamment circulaire (figure 3b), elliptique, résultant d'une combinaison de courbes de la famille des coniques, polygonale, notamment en forme de triangle, de carré, de rectangle, de losange, de pentagone, d'hexagone, d'heptagone, ou d'octogone. Dans un mode de réalisation, le réseau de raidisseurs représente un motif 20 régulier (figures 3a-c, 3e-31), par exemple un damier. Les éléments du motif peuvent être reliés les uns aux autres, par exemple par un raidisseur connectant deux points, en particulier deux sommets, de deux éléments de motif adjacents. Les raidisseurs peuvent notamment être disposés comme décrit dans EP 2 397 402. Des raidisseurs peuvent s'étendre sur la seule première grande face, mais aussi sur 25 chacune des première et deuxième grandes faces, 13 et 13'. Des raidisseurs peuvent être également pris en sandwich entre deux peaux 11 et 11', comme représenté sur la figure 41, parallèles ou non, de préférence sensiblement parallèles. Le panneau peut comporter plusieurs strates de raidisseurs séparées par des peaux. Un raidisseur présente de préférence une longueur supérieure à 0,5 fois, de préférence 5 30 fois, de préférence 10 fois, de préférence vingt fois sa plus grande dimension transversale.

3025491 15 Il présente de préférence la forme générale d'une barre ou d'un boudin, ou d'un bourrelet, éventuellement profilé. Dans un mode de réalisation, la plus grande dimension transversale d'un raidisseur est inférieure à 250 i., inférieure à 50 mm. La section transversale d'un raidisseur 12, c'est-à- 5 dire perpendiculaire à la longueur du raidisseur (qui s'étend de préférence selon une ligne de force), peut être constante selon sa longueur, à la manière d'un profilé conventionnel. La fabrication additive d'un raidisseur permet cependant de faire varier cette section transversale autant que souhaité. Avantageusement, les propriétés mécaniques du raidisseur peuvent ainsi être adaptées aux contraintes locales qu'il sera amené à subir lors 10 de l'utilisation de l'aéronef. En section transversale, un raidisseur peut présenter un profil quelconque. La figure 4 fournit des exemples de section transversale. Dans un mode de réalisation préféré, sur au moins une partie de sa longueur, de préférence sur toute sa longueur, un raidisseur 12 est creux, comme représenté sur la figure 5, ce qui 15 conduit à la présence d'une lumière longitudinale 22 dans le raidisseur. La partie creuse d'un raidisseur peut être connectée à la peau par une ou plusieurs âmes pleines 24, s'étendant de préférence sensiblement perpendiculairement à la peau. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la lumière communique avec l'extérieur par une ou plusieurs fenêtres 26 formées en même temps que le raidisseur. Ces 20 fenêtres sont particulièrement utiles pour vérifier l'absence de corrosion, en particulier de corrosion sous contrainte, ou l'absence de fissuration, appelée « crique » ou amorce de rupture, ou pour réduire le poids du raidisseur. Une fenêtre 26 peut être également formée à travers un raidisseur (figures 6b et 6c). Le bord d'une fenêtre peut être géométrique (figure 5) ou non (figure 6). Il peut être raidi (figure 25 6c) ou non (figure 6b). Dans un mode de réalisation, aucun raidisseur ne comporte de lumière. L'épaisseur d'un raidisseur dans une section transversale peut être constante ou variable. Le raccordement d'un raidisseur à la peau peut être réalisé sans angle vif. La forme et les dimensions de la section transversale d'un raidisseur peuvent être 30 constantes ou variables selon la longueur dudit raidisseur. Une variation permet une bonne 3025491 16 adaptation aux contraintes locales qui seront exercées sur le panneau en application. En particulier, un raidisseur (ou une partie d'un raidisseur) peut être adapté en fonction de son orientation et/ou de sa position sur le panneau, par exemple selon qu'il est proche ou éloigné d'un bord du panneau ou d'une ouverture ménagée dans le panneau ou d'une autre 5 pièce, par exemple un autre raidisseur, à laquelle il peut être relié mécaniquement ou pas. La section transversale d'un raidisseur peut notamment présenter la forme d'un « T », connecté à la peau par la base du T, la « barre » du T pouvant rester libre ou être fixée à une autre peau. Bien entendu, les raidisseurs d'un panneau selon l'invention peuvent présenter les formes 10 conventionnelles des raidisseurs actuels. De préférence, les caractéristiques relatives à la forme et/ou la nature des raidisseurs décrites ci-dessus sont applicables, au moins pour une partie d'entre elles, à plus de 10%, plus de 50%, plus de 75%, voire 100% en nombre des raidisseurs du panneau. Marquage 15 De préférence, une marque en relief et/ou en creux est formée sur la peau et/ou sur un ou plusieurs raidisseurs simultanément à la formation de ladite peau et/ou desdits raidisseurs, respectivement. La marque peut présenter la forme d'un texte et/ou d'une image et/ou d'un motif et/ou d'un code, par exemple du type code-à-barres ou flash codes ou QR codes.

20 La marque peut comporter des informations commerciales, mais aussi techniques, par exemple d'identification du panneau ou d'identification utiles pour l'assemblage du panneau ou relatives à l'utilisation de l'aéronef (par exemple identification du carburant ou, plus généralement d'un fluide utilisé) ou relatives à un équipement à installer (par exemple identification de l'équipement, indications sur son assemblage, par exemple sur sa position, 25 son orientation, sa procédure d'installation, les couples de serrage, etc., ou indications sur la maintenance et/ou l'entretien de l'équipement). La marque peut ainsi servir aux personnes travaillant sur les ateliers de fabrication ou les chaines d'assemblage du fabricant de l'aéronef et/ou aux personnes devant assurer des opérations d'entretien, de révision ou de montage et remontage lors de l'exploitation dudit 30 aéronef. Elle peut également servir de traceur, en particulier pour lutter contre la 3025491 17 contrefaçon. Avantageusement, une fabrication additive permet de former ladite marque sans étape supplémentaire. En outre, cette marque, formée dans la masse ne peut être effacée malencontreusement. Le nombre, la forme et les dimensions de marques ne sont pas limitées.

5 Comme cela apparaît clairement à présent, l'invention fournit un panneau auto-raidi qui peut être fabriqué à un coût limité (nombre d'étapes de fabrication réduit, sans nécessité de réaliser des plans en deux dimensions, outillage limité, rapidité), de manière parfaitement fiable (reproductibilité totale), automatisable et peu préjudiciable à l'environnement (peu de déchets, quantité de matière consommée minimale). Ce procédé, utilisable pour les 10 grandes et moyennes séries, est en outre parfaitement adapté à la production de petites séries et peut être rapidement paramétré. La rapidité du paramétrage est également avantageuse pour accélérer la mise au point d'une pièce. Avantageusement, un panneau selon l'invention peut présenter une géométrie (géométrie des raidisseurs, de la peau, agencement des raidisseurs), mais aussi une composition 15 parfaitement adaptées aux besoins, et notamment aux contraintes mécaniques locales. Il en résulte, à efficacité identique, une réduction du poids, ce qui est particulièrement avantageux dans l'aéronautique. La réduction de poids peut également résulter de la porosité que le procédé par fabrication additive permet d'ajouter dans le matériau du panneau.

20 L'invention est particulièrement bien adaptée à la fabrication de panneaux métalliques ou à dominante métallique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, fournis à titre illustratif et non limitatif.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Panneau de fuselage d'un aéronef comportant une peau (11) et un ensemble de raidisseurs (12) s'étendant sur une première grande face (13) de ladite peau de manière à la rigidifier, le panneau étant caractérisé en ce que la peau et au moins une partie d'un raidisseur sont fabriqués simultanément et de manière additive.
2. 2. Panneau selon la revendication précédente, comportant une adaptation locale (17) fabriquée simultanément et de manière additive avec la peau et ladite partie de raidisseur, l'adaptation locale étant choisie dans le groupe constitué par une ouverture (14), un soyage, un conduit, un microcanal, une gaine, et un support pour un câble et/ou un harnais et/ou une tuyauterie et/ou un appareil électrique et/ou un appareil électronique et/ou un réservoir et/ou un habillage de finition intérieur et/ou un équipement mécanique et/ou un appareil hydraulique.
3. 3. Panneau selon la revendication précédente, dans lequel l'ouverture (14) est un trou de fixation pour une vis ou un rivet, ou est configurée pour recevoir un organe choisi dans le groupe constitué par un pare-brise, une porte, une rampe, un hublot et une trappe d'accès.
4. 4. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une marque en relief et/ou en creux fabriquée simultanément et de manière additive avec la peau et ladite partie de raidisseur, la marque présentant la forme d'un texte et/ou d'une image et/ou d'un motif et/ou d'un code.
5. 5. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la peau et l'ensemble des raidisseurs sont fabriqués simultanément et de manière additive.
6. 6. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les parties du panneau fabriquées de manière additive sont en un matériau constitué de particules agglomérées.
7. 7. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la peau et les raidisseurs sont en un matériau constitué, pour plus de 90% de sa masse, 3025491 19 un métal et/ou un alliage métallique, de préférence un matériau choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le titane, l'acier, le cuivre, le nickel, et les alliages de ces métaux, et/ou un matériau (co)polymère, en particulier un plastique, 5 et/ou un matériau céramique.
8. 8. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les raidisseurs s'étendent sur la peau de manière à suivre selon des lignes de force et/ou des lignes géodésiques.
9. 9. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel
10. 10 - au moins un raidisseur présente une section transversale dont la forme et/ou les dimensions est (sont) variable(s) selon la longueur dudit raidisseur, et/ou au moins un raidisseur est constitué en un matériau dont la composition et/ou la microstructure est variable selon la longueur dudit raidisseur, et/ou - la peau présente une épaisseur variable et/ou est constitué en un matériau dont la 15 composition et/ou la microstructure est variable selon l'emplacement considéré. 10. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un raidisseur présente, sur au moins une partie de sa longueur, de préférence sur toute sa longueur, une lumière longitudinale (22).
11. 11. Panneau selon la revendication précédente, dans lequel la lumière est délimitée par 20 une paroi (24) fabriquée de manière additive et interrompue par au moins une fenêtre (26) formée simultanément à ladite paroi.
12. 12. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la peau suit une surface non développable.
13. 13. Aéronef comportant un élément choisi dans le groupe constitué par un plancher, une 25 rampe, un fuselage, un cadre, une poutre principale, un entablement, une cloison de séparation, une porte, un capot, et une trappe, ledit élément étant au moins en partie constitué d'un panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes. 3025491 20
14. 14. .Aéronef selon la revendication précédente, comportant une structure primaire et/ou une structure secondaire au moins en partie constitué d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
15. 15. Procédé de fabrication d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, 5 comportant une étape de fabrication additive, de préférence d'impression en trois dimensions.