FR3124423A1 - Procede de reparation d’une aube composite de turbomachine - Google Patents

Procede de reparation d’une aube composite de turbomachine Download PDF

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Abstract

Procédé de réparation d’une aube (10) de turbomachine d’aéronef, cette aube comportant une pale (12), un pied (16), et une échasse (14) reliant le pied à la pale, au moins une partie de la pale (12), au moins une partie de l’échasse (14) et au moins une partie du pied (16) étant réalisées en matériau composite (26) à base de fibres tissées et noyées dans une résine polymérisée, l’aube (10) comportant en outre au moins une bande de tissu anti-usure (22) qui est fixée par un film de colle (26) sur le matériau composite (26) de l’échasse (14) et qui a une forme allongée et s’étend sensiblement depuis un bord d’attaque (12a) de la pale jusqu’à un bord de fuite (12b) de la pale, le procédé comprenant les étapes de découpe de la bande (22) au moyen d’un outil de découpe (38) déplacé sur un guide (32), puis de retrait de la partie découpée de la bande. Figure pour l'abrégé : Figure 7

Description

PROCEDE DE REPARATION D’UNE AUBE COMPOSITE DE TURBOMACHINE
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé de réparation d’une aube composite de turbomachine.
Arrière-plan technique
L’utilisation de matériaux composites est particulièrement avantageuse dans l’industrie aéronautique car ces matériaux sont relativement légers et ont de bonnes propriétés mécaniques.
Un matériau composite classiquement utilisé pour l’aéronautique comprend une préforme fibreuse noyée dans une résine polymérique. La préforme peut être issue d’un tissage en trois dimensions ou peut être obtenue par drapage et superposition de plusieurs tissus.
La résine peut être injectée dans la préforme ou bien la préforme peut être préalablement imprégnée avec la résine.
La mise en forme de la pièce finale est en général réalisée au moyen d’un outillage comportant un moule. Dans le cas où une résine doit être injectée dans une préforme, la préforme est disposée dans la cavité d’un moule et le moule est recouvert d’un contre-moule. L’outillage comprend un port d’injection de résine dans la cavité du moule ainsi qu’un port de mise sous vide de la cavité du moule.
Dans le cas où la préforme est déjà imprégnée avec la résine, la préforme est disposée dans la cavité d’un moule qui peut être recouverte avec une bâche souple ou un contre-moule.
L’outillage comprend également un port d’injection de résine dans la cavité du moule ainsi qu’un port de mise sous vide de la cavité du moule. Le contre-moule applique une pression sur la préforme du fait de la mise sous vide de la préforme située entre le contre-moule et la bâche souple ou le moule. L’utilisation d’un contre-moule permet de mieux maîtriser l’épaisseur de la pièce finale.
Dans le cas d’une aube, en particulier de soufflante, après l’opération de moulage décrite ci-dessus, une opération de pose de bandes anti-usure sur le pied et/ou l’échasse de l’aube doit être réalisée.
Ces bandes sont actuellement rapportées et solidarisées sur le pied et l’échasse de l’aube, par collage. Ainsi, les bandes anti-usure sont d’abord imprégnées de colle, en général phénolique, à la main. Puis, l’opérateur place, toujours manuellement, les bandes anti-usure sur le pied et/ou l’échasse de l’aube.
L’aube revêtue des bandes anti-usure est alors replacée dans le moule et les bandes d’usure sont collées sous vide en utilisant un contre-moule en silicone.
Par nature, ces bandes sont susceptibles de s’user en fonctionnement. Lors d’opérations de maintenance, les aubes sont inspectées pour vérifier le niveau d’usure des bandes et les aubes peuvent si besoin être réparées.
Il existe donc un besoin de mettre au point un procédé fiable et efficace de réparation d’une aube, en cas d’usure ou de défaut d’une de ses bandes anti-usure.
Une solution consisterait à découper manuellement au moins une partie de la bande avec une lame puis à la retirer par arrachage de façon à rompre le film de colle. Cependant, cette découpe présente un risque important d’endommagement du matériau composite de l’aube qui se situe juste en dessous du film de colle. Si la lame ne traverse pas suffisamment la bande, il sera très difficile de la retirer. Si la lame traverse la bande ainsi que le film de colle, elle risque de découper également le matériau composite et en particulier des fibres. De plus, cette zone est une zone de l’aube très sollicitée mécaniquement lors de l’utilisation du moteur et donc très sensible aux dégradations. Il est impossible de savoir en inspection visuelle si l’on a découpé le matériau composite. Tout endommagement de ce matériau composite entrainerait la mise en rebus de l’aube. Sachant que le film de colle a une épaisseur relativement faible, de l’ordre de quelques centièmes de millimètre par exemple, la découpe manuelle de la bande serait très délicate et longue à mettre œuvre.
La présente invention propose une solution à ce problème, qui est simple, efficace et économique.
L’invention concerne une procédé de réparation d’une aube de turbomachine d’aéronef, cette aube comportant une pale, un pied, et une échasse reliant le pied à la pale, au moins une partie de la pale, au moins une partie de l’échasse et au moins une partie du pied étant réalisées en matériau composite à base de fibres tissées et noyées dans une résine polymérisée, l’aube comportant en outre au moins une bande de tissu anti-usure qui est fixée par un film de colle sur le matériau composite et qui a une forme allongée et s’étend sensiblement depuis un bord d’attaque de la pale jusqu’à un bord de fuite de la pale,
caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
a) découpe d’une partie longitudinale de la bande, cette découpe étant réalisée par les sous-étapes suivantes :
a1) apposition d’un guide sur l’aube,
a2) déplacement d’un outil de découpe sur le guide, depuis le bord d’attaque jusqu’au bord de fuite de la pale ou inversement, cet outil comportant une lame qui découpe et traverse la bande jusqu’au film de colle sans toucher le matériau composite de l’échasse,
a3) retrait du guide et de l’outil de découpe,
b) retrait de la partie longitudinale de la bande.
La présente invention propose ainsi de procéder à la découpe de la bande à l’aide d’un guide qui, d’une part, permet de réaliser une découpe précise et nette de la bande, et d’autre part, permet de découper la bande sans risque d’endommager le matériau composite de l’aube. Le guide peut être utilisé pour la découpe des bandes de plusieurs aubes et permet de réaliser des découpes identiques, ce qui garantit une bonne reproductibilité de la découpe et fiabilise le procédé de réparation de l’aube.
L’aube selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres, ou en combinaison les unes avec les autres :
- ladite au moins une bande de tissu est fixée sur le matériau composite de l’échasse ;
- le retrait de la partie longitudinale de la bande à l’étape b) laisse un espace creux, et le procédé comprend une étape suivante de :
c) comblement dudit espace avec une pâte de remplissage ;
-- l’espace creux est situé au niveau de l’échasse ;
- la pâte de remplissage est en polyuréthane ;
- la bande comprend un bord longitudinal supérieur situé du côté de la pale et un bord longitudinal inférieur situé du côté du pied, ladite partie longitudinale incluant ledit bord longitudinal supérieur ;
- le guide a une forme générale allongée et s’étend depuis le bord d’attaque jusqu’au bord de fuite de la pale lors des sous-étapes a1) et a2) ;
- l’étape a1) comprend en outre la fixation du guide sur l’aube, le guide comprenant une première extrémité longitudinale fixée sur le bord d’attaque de la pale, et une seconde extrémité longitudinale fixée sur le bord de fuite de la pale ;
- à l’étape a2), le guide comprenant deux barres longitudinales espacées l’une de l’autre d’un jeu prédéterminé, l’outil de découpe est positionné sur les barres de façon à ce que sa lame traverse ledit jeu, puis l’outil de découpe est déplacé sur ces barres ;
- l’aube comprend un revêtement en polyuréthane qui recouvre un intrados et un extrados de la pale et dont une surface externe est alignée avec une surface externe de la bande ;
- l’aube comprend une partie supérieure comportant la pale et une partie de l’échasse, et une partie inférieure comportant le pied et le reste de l’échasse, la partie supérieure étant destinée à être située dans une veine d’écoulement d’un fluide de la turbomachine et étant séparée de la partie inférieure par une ligne virtuelle de démarcation qui s’étend au niveau de l’échasse de chaque côté de celle-ci, la découpe de la bande étant réalisée à l’étape a2) au niveau et le long de cette ligne de démarcation.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :
la est une vue schématique en perspective d’une aube composite selon l’invention,
la est une vue très schématique en coupe et à plus grande échelle d’une partie de l’aube de la , et en particulier de son échasse sur laquelle sont collée une bande anti-usure,
la est une vue similaire à celle de la et illustre une étape de découpe de la bande lors d’un procédé de réparation de l’aube,
la est une vue similaire à celle de la et illustre une étape de retrait d’une partie de la bande lors d’un procédé de réparation de l’aube,
la est une vue schématique partielle d’une aube et illustre une étape de comblement de l’espace laissé vide du fait du retrait de la bande lors d’un procédé de réparation de l’aube,
la est une vue très schématique partielle d’une aube et illustre une étape a1) d’apposition d’un guide sur l’aube en vue de réaliser la découpe d’une bande anti-usure, lors d’un procédé selon l’invention de réparation de l’aube,
la est une vue très schématique en coupe d’une aube et illustre une étape a2) de déplacement d’un outil de découpe sur le guide de la , lors du procédé selon l’invention de réparation de l’aube,
la est une vue très schématique partielle en coupe d’une aube et montre la découpe de la bande, lors du procédé selon l’invention de réparation de l’aube, et
la est un organigramme montrant des étapes d’un procédé selon l’invention de réparation d’une aube composite de turbomachine.

Claims (10)

  1. Procédé de réparation d’une aube (10) de turbomachine d’aéronef, cette aube comportant une pale (12), un pied (16), et une échasse (14) reliant le pied à la pale, au moins une partie de la pale (12), au moins une partie de l’échasse (14) et au moins une partie du pied (16) étant réalisées en matériau composite (26) à base de fibres tissées et noyées dans une résine polymérisée, l’aube (10) comportant en outre au moins une bande de tissu anti-usure (22) qui est fixée par un film de colle (26) sur le matériau composite (26) et qui a une forme allongée et s’étend sensiblement depuis un bord d’attaque (12a) de la pale jusqu’à un bord de fuite (12b) de la pale,
    caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
    a) découpe d’une partie longitudinale (22b) de la bande (22), cette découpe étant réalisée par les sous-étapes suivantes :
    a1) apposition d’un guide (32) sur l’aube (10),
    a2) déplacement d’un outil de découpe (38) sur le guide (32), depuis le bord d’attaque (12a) jusqu’au bord de fuite (12b) de la pale (12) ou inversement, cet outil (38) comportant une lame (40) qui découpe et traverse la bande (22) jusqu’au film de colle (24) sans toucher le matériau composite (26) de l’échasse (14),
    a3) retrait du guide (32) et de l’outil de découpe (38),
    b) retrait de la partie longitudinale (22b) de la bande (22).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une bande de tissu (22) est fixée sur le matériau composite (26) de l’échasse (14).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le retrait de la partie longitudinale (22b) de la bande (22) à l’étape b) laisse un espace (E) creux, et le procédé comprend une étape suivante de :
    c) comblement dudit espace (E) avec une pâte de remplissage (30).
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la pâte de remplissage (30) est en polyuréthane.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la bande (22) comprend un bord longitudinal supérieur (22c) situé du côté de la pale (12) et un bord longitudinal inférieur situé du côté du pied, ladite partie longitudinale (22b) incluant ledit bord longitudinal supérieur (22c).
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le guide (32) a une forme générale allongée et s’étend depuis le bord d’attaque (12a) jusqu’au bord de fuite (12b) de la pale (12) lors des sous-étapes a1) et a2).
  7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape a1) comprend en outre la fixation du guide (32) sur l’aube (10), le guide (32) comprenant une première extrémité longitudinale fixée sur le bord d’attaque (12a) de la pale (12), et une seconde extrémité longitudinale fixée sur le bord de fuite (12b) de la pale.
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, à l’étape a2), le guide (32) comprenant deux barres longitudinales (34a, 34b) espacées l’une de l’autre d’un jeu (J) prédéterminé, l’outil de découpe (38) est positionné sur les barres (34a, 34b) de façon à ce que sa lame (40) traverse ledit jeu (J), puis l’outil de découpe (38) est déplacé sur ces barres (34a, 34b).
  9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’aube (10) comprend un revêtement (28) en polyuréthane qui recouvre un intrados (18) et un extrados (20) de la pale (12) et dont une surface externe (28a) est alignée avec une surface externe (22a) de la bande (22).
  10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’aube (10) comprend une partie supérieure comportant la pale (12) et une partie de l’échasse (14), et une partie inférieure comportant le pied (16) et le reste de l’échasse (14), la partie supérieure étant destinée à être située dans une veine d’écoulement d’un fluide de la turbomachine et étant séparée de la partie inférieure par une ligne virtuelle de démarcation (L) qui s’étend au niveau de l’échasse (14) de chaque côté de celle-ci, la découpe de la bande (22) étant réalisée à l’étape a2) au niveau et le long de cette ligne de démarcation (L).
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