FR3136281A1 - Eprouvette de caracterisation pour une piece de turbomachine et procede de fabrication correspondant - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une éprouvette (1) de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, l’éprouvette (1) étant réalisée en matériau composite à base d’un renfort fibreux (3) tissé et noyé dans une matrice (6) organique ou polymérique, l’éprouvette (1) comprenant en outre au moins un support d’identification (2) de l’éprouvette qui est non métallique et qui est agencé dans le matériau composite, le support d’identification (2) étant du type radio-identification, étant placé à distance du renfort fibreux (3) et localisé dans une surépaisseur (SE) de matrice entourant le renfort fibreux (3). Figure pour l'abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine des essais de caractérisation de pièces en matériau composite, et en particulier des éprouvettes de caractérisation de pièces de turbomachine de manière à étudier leurs comportements et propriétés sous certaines sollicitations. L’invention vise également le procédé de fabrication d’une telle éprouvette de caractérisation.
Les turbomachines sont équipées depuis plusieurs années de diverses pièces en matériau composite dans le but d’améliorer leurs capacités de résistances thermomécaniques et de réduire leurs masses. Les matériaux composites à matrice organique (siglé CMO) qui comprennent un renfort fibreux réalisé par un tissage et noyé dans une matrice organique, permettent par exemple la fabrication d’aubes de soufflante ou des carters de soufflante. Les pièces de turbomachine en matériau composite évoluent dans des environnements contraignants qui peuvent accélérer l’usure de celles-ci. Des tests ou essais sont réalisés régulièrement sur des échantillons ou éprouvettes de ces pièces de turbomachine afin de vérifier leur durée de vie et propriétés mécaniques et/ou thermiques sous certaines sollicitations. Les éprouvettes utilisent divers renforts fibreux avec des tailles différentes, des motifs différents et des matériaux différents.
De manière générale, les éprouvettes se présentent sous la forme de plaques ou panneaux qui sont découpées en plusieurs morceaux et qui peuvent être stockées pendant de nombreuses années dans des armoires de « bibliothèques ». En effet, ces éprouvettes qui ont déjà été testées peuvent faire l’objet d’essais supplémentaires ultérieurs suite à un évènement survenant par exemple sur une configuration certifiée. Les pièces de turbomachine peuvent rarement ou pas du tout être utilisées ou faire l’objet de prélèvement pour réaliser ces essais, d’où le stockage de ces éprouvettes et leurs utilisations ultérieures.
Ces éprouvettes ne sont pas répertoriées correctement dans les armoires et dans les bases de données ce qui implique une recherche chronophage par les opérateurs. La recherche se fait dans la plupart des cas visuellement.
L’invention a pour but d’éviter les inconvénients précités.
L’objectif de l’invention est de fournir une solution optimale permettant de retrouver rapidement et facilement des éprouvettes de caractérisation tout en étant économique.
L’invention concerne une éprouvette de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, l’éprouvette étant réalisée en matériau composite à base d’un renfort fibreux tissé et noyé dans une matrice organique ou polymérique, l’éprouvette comprenant en outre au moins un support d’identification de l’éprouvette qui est non métallique et qui est agencé dans le matériau composite, le support d’identification étant du type radio-identification, étant placé à distance du renfort fibreux et localisé dans une surépaisseur de matrice entourant le renfort fibreux.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, grâce au support d’identification, une telle configuration permet, d’une part de localiser rapidement et facilement l’éprouvette de caractérisation dans une bibliothèque contenant plusieurs de ces éprouvettes dont les dimensions et formes sont similaires voire quasi identiques, et d’autre part de réaliser une traçabilité de l’éprouvette de caractérisation. Les supports d’identification de type RFID radio identification sont largement répandus dans le commerce ce qui induit une grande disponibilité et approvisionnement de ceux-ci et un coût moindre. La performance de la chaine d’identification dépend fortement de l’environnement dans lequel le support est placé et de comment ce support est conçu. Ce support d’identification non métallique étant d’une très faible épaisseur et étant placé dans la surépaisseur de la matrice, cela permet d’augmenter la distance entre le renfort fibreux et celui-ci. De même, le fait que le support d’identification soit disposé dans la matrice permet de préserver l’intégrité physique de celle-ci en la protégeant de l’environnement extérieur et de son décollement par exemple de la surface de l’éprouvette.
L’éprouvette selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- la surépaisseur de matrice mesurée entre une couche externe du renfort fibreux et une surface externe de l’éprouvette est comprise entre 1 et 10 mm.
- le support d’identification présente une épaisseur comprise entre 0.01 mm et 0.5, et de préférence 0.2 mm.
- le support d’identification est configuré pour fonctionner à une fréquence comprise entre 860 MHz et 930 MHz.
- l’éprouvette comprend plusieurs supports d’identification qui sont disposés à des extrémités ou bordures opposées de l’éprouvette.
- l’éprouvette présente un élément de positionnement non conducteur qui est disposé contre la couche externe du renfort fibreux et qui porte au moins un support d’identification.
- l’éprouvette présente une forme parallélépipédique et en ce que des supports d’identification sont agencés au niveau de chaque extrémité ou coin de l’éprouvette.
- les supports d’identification sont identiques et comprennent des références d’identification identiques.
- les supports d’identification présentent chacune une référence d’identification, chaque référence d’identification comprenant un numéro principal identique et un numéro secondaire différent, unique.
- les fibres du renfort fibreux sont en carbone.
- la matrice organique ou polymérique est une résine thermodurcissable ou thermoplastique.
La présente invention concerne encore un procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation telle que susmentionnée, le procédé comprenant les étapes de :
- fourniture du renfort fibreux,
- fourniture d’au moins un support d’identification,
- mise en place du renfort fibreux et du support d’identification dans un moule, le support d’identification étant disposé à distance du renfort fibreux,
- injection d’une matrice dans le moule de façon à noyer simultanément le renfort fibreux et le support d’identification, et
- densification de manière à densifier la matrice et le support d’identification dans la surépaisseur de la matrice.
Le procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ou étapes suivantes, considérées indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- le procédé comprend une étape d’insertion d’un élément de positionnement non conducteur entre le renfort fibreux et le moule, l’élément de positionnement portant le support d’identification et étant disposé contre le renfort fibreux.
- l’élément de positionnement comprend une mousse, un clip, un ressort, une rondelle ou un bloc.
- le support d’identification s’éloigne du renfort fibreux pendant le remplissage du moule avec la résine.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la est une représentation schématique et en perspective d’un exemple d’éprouvette de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine, l’éprouvette comprenant des moyens d’identification selon l’invention;
- la est une représentation schématique et en perspective d’un exemple de renfort fibreux pour une éprouvette de caractérisation en matériau composite selon l’invention ;
- la est une représentation schématique et en coupe d’un exemple d’éprouvette de caractérisation selon l’invention ;
- la montre sous forme d’organigramme les différentes étapes d’un procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation selon l’invention;
- la représente une étape d’agencement d’un support d’identification dans un moule d’injection selon un mode de réalisation de l’invention;
- la est une représentation schématique d’une étape de lecture d’un moyen d’identification d’une éprouvette de caractérisation rangée avec plusieurs éprouvettes de caractérisation selon l’invention ;
- la est un exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention ;
- la est un autre exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention ;
- la est un autre exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention ; et
- la est encore un autre exemple de réalisation d’un élément de positionnement destiné à porter au moins un support d’identification selon l’invention.
En référence à la , il est représenté de manière schématique une éprouvette de caractérisation 1 d’une pièce de turbomachine, en particulier d’aéronef. La turbomachine (non représentée) permet de déplacer l’aéronef à partir d’un flux d’air entrant.
De manière générale, la turbomachine comprend, d’amont en aval, un ensemble de compresseur (avec un compresseur basse pression et un compresseur haute pression), une chambre de combustion et un ensemble de turbine (avec une turbine basse pression et une turbine haute pression). L’ensemble de turbine permet d’entraîner en rotation l’ensemble de compresseur. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine et ici suivant l’axe longitudinal de la turbomachine.
La turbomachine peut comporter en amont une soufflante qui permet d’accélérer le flux d’air vers l’aval et au moins en partie vers l’ensemble de compresseur. La soufflante comprend un disque, solidaire en rotation d’un arbre du compresseur basse pression. Des aubes de soufflante s’étendent depuis la périphérie du disque et à travers le flux d’air.
La turbomachine comprend une ou plusieurs pièces en matériau composite destinée(s) à améliorer les performances de celle-ci. Un exemple de pièce en matériau composite est une aube de soufflante, une aube de stator (installée en aval de la soufflante), une aube de compresseur, une aube de turbine, un carter, ou encore tout autre pièce. Ces pièces avant de pouvoir être fabriquées et autorisées à être mise en service ou être certifiées, subissent des essais de résistances thermomécaniques à l’aide d’éprouvettes de caractérisation dans des bancs d’essai.
L’éprouvette de caractérisation 1 est réalisée dans un matériau composite. L’éprouvette comprend également au moins un support d’identification 2 de celle-ci.
En référence à la , le matériau composite comprend un renfort fibreux 3 noyé dans la matrice. Le renfort fibreux comprend des fils de trame 4 et des fils de chaine 5 qui sont tissés entre eux. Les fils 4, 5 sont tissés suivant un tissage tridimensionnel (ou tissage 3D) ou un tissage multicouche ou encore un tissage bidimensionnel (tissage 2D).
Dans la présente invention, nous entendons par l’expression «tissage tridimensionnel » ou « tissage 3D » un mode de tissage dans lequel des fils de chaîne 5 sont liés à des fils de trame 4 sur plusieurs couches. Le renfort fibreux 3 pourrait également être réalisé suivant un tissage interlock tridimensionnel ou « tissage interlock 3D ». Nous entendons par l’expression « tissage interlock 3D » un mode de tissage dans lequel plusieurs couches (formées de fils de chaine et de trame) sont liées entre elles. Nous entendons par l’expression « tissage multicouche » un mode de tissage dans lequel plusieurs couches réalisées suivant un tissage 2D sont assemblées.
La nature des fils de trame 4 et des fils de chaîne 5 ainsi que l’armature sélectionnée permettront de définir les propriétés mécaniques de la préforme (ou texture fibreuse ou tissu) formant le renfort fibreux 3 et aussi de l’éprouvette de caractérisation 1.
Les fils 4, 5 constituant le renfort fibreux comprennent des fibres métalliques, de carbone, en verre, de kevlar, de thermoplastique (tel que du polyamide), de céramique, d’alumine, de silice, de carbure de silicium ou encore un mélange de ces fibres. Les fibres de carbone et métalliques sont des fibres électro conductrices. Les fibres de thermoplastique, d’aramide sont des fibres non électro conductrices. De préférence, mais non limitativement, les fibres du renfort fibreux 3 sont en carbone dans le présent exemple.
Sur la , la matrice 6 permettant une densification du renfort fibreux peut être une matrice organique ou une matrice polymérique. La matrice 6 polymérique peut être une résine thermodurcissable à base d’époxy ou bismaléimide. La matrice polymérique peut encore être une résine thermoplastique ou encore de nature différente. La matrice n’est pas conductrice de l’électricité. Dans la présente description, les termes « résine » et « matrice » sont équivalents.
Le support d’identification 2 est configuré de manière à fournir des données relatives à l’éprouvette 1. Ces données concernent précisément la localisation de l’éprouvette de caractérisation 1 dans une bibliothèque. Le support d’identification 2 est du type RFID. Celui-ci se présente sous la forme d’une étiquette utilisant la technologie RFID. Le support d’identification 2 comprend des moyens de stockage de données et une antenne radio configurée pour d’une part, recevoir un ordre de lecture et d’autre part, émettre les informations relatives aux données. L’antenne est reliée à un circuit intégré RFID comprenant les moyens de stockage. L’antenne et le circuit sont avantageusement imprimés sur une feuille de support du support d’identification.
De manière avantageuse, le support d’identification 2 est non métallique. En d’autres termes, le support d’identification 2 est non conducteur. Les supports d’identification 2 non métalliques présentent une faible épaisseur, typiquement entre 0.1 mm et 0.5 mm. Préférentiellement, l’épaisseur du support est de 0.2 mm. Ce type de support 2 est employé pour les applications à ultra haute fréquence (UHF -ultra high frequency). Un support d’identification 2 métallique présente une épaisseur plus importante, telle que 1.5 mm et est destiné aux applications à haute fréquence ou UHF.
Nous entendons par l’expression ultra haute fréquence, une bande de spectre radioélectrique comprise entre 860 MHz et 930 MHz. Le support d’identification 2 est configuré pour fonctionner entre ces deux bornes de fréquence (entre 860 et 930 MHz). Bien entendu, il est possible d’utiliser un support d’identification 2 configuré pour fonctionner dans l’ensemble des fréquences du spectre radioélectrique, notamment sur les bandes de fréquences électromagnétiques normalisés pour les supports de type RFID. Dans ces cas les bandes du spectre radioélectrique HF (Haute fréquence) et UHF sont privilégiées. Les exemples suivant sont applicables : entre 120 et 150 kHz (Basse fréquence (LF)), de l’ordre de 13.56 MHz (en HF), de l’ordre de 433 MHz, entre 902 et 928 MHz (UHF), entre 245 et 5800 MHz (Supra haute Fréquence (SHF) et entre 3,1 et 10 GHz (Ultra Large Bande (ULB)).
Le support d’identification 2 est avantageusement passif et ne comprend aucun moyen d’alimentation qui serait susceptible d’augmenter sa masse. Dans ce cas, le support d’identification 2 est alimenté par des ondes électromagnétiques émises par un lecteur de type RFID.
Le support d’identification 2 est agencé dans le matériau composite et en particulier à distance du renfort fibreux. En d’autres termes, le support d’identification 2 n’est pas en contact avec le renfort fibreux 3. Si le renfort fibreux 3 comprend des fibres métalliques, cela permet de ne pas perturber les signaux radiaux et le bon fonctionnement du support d’identification 2. Le fait que le support d’identification 2 soit dans la matrice pure permet de le protéger de l’environnement extérieur et de composants métalliques qui seraient placés à proximité de la bibliothèque où seront rangées les éprouvettes 1.
Comme nous pouvons le voir sur la , le support d’identification 2 est localisé dans une surépaisseur SE de matrice entourant le renfort fibreux 3. La surépaisseur SE de matière est obtenue grâce à un moule d’injection 40 (référencé sur la ), destiné à accueillir le renfort fibreux 3, qui présente des dimensions supérieures à celles de la préforme. Les dimensions sont supérieures de l’ordre de 25%. La matrice 6 qui est injectée dans le moule comble l’espace entre la surface interne du moule et une couche externe 7 du renfort fibreux.
En référence à la , la surépaisseur SE de matrice mesurée entre la couche externe 7 (périphérique) du renfort fibreux 3 et une surface externe 8 de l’éprouvette de caractérisation 1 est comprise entre 1 et 10 mm. Le support d’identification 2 est noyé dans cette surépaisseur SE. Il est possible que cette distance de surépaisseur soit prévue uniquement dans les zones où sera installé le support d’identification 2.
L’éprouvette de caractérisation 1 représentée sur la présente une forme parallélépipédique. L’éprouvette 1 présente deux faces 9 opposées et quatre flancs 10 reliant les faces 9 opposées. Plusieurs supports d’identification 2 sont disposés aux extrémités 11 ou bordures de l’éprouvette de caractérisation. Dans le présent exemple, deux supports d’identification 2 sont disposés à chaque extrémité 11 ou coin de l’éprouvette 1 et sur chaque flanc 10 de l’éprouvette. Il y a donc huit supports d’identification 2 sur cette éprouvette. De la sorte, en cas de découpe de l’éprouvette 1 en plusieurs morceaux, soit en deux ou encore en quatre, il y aurait toujours un coin avec des supports d’identification. Bien entendu, l’éprouvette de caractérisation 1 peut présenter tout type de forme lui permettant stockage dans une bibliothèque, la disposition du ou des supports d’identification et la présence d’au moins un support d’identification après une découpe.
Les supports d’identification 2 de chaque éprouvette 1 sont identiques. Ces supports 2 présentent alors une référence d’identification (ou numéro) identique. De la sorte, en cas de découpe, chaque morceau ou partie d’éprouvette 1 comprendra au moins un support d’identification 2 (il ne sera pas nécessaire d’en rajouter) ce qui permet une meilleure traçabilité de l’éprouvette 1 ou de la partie d’éprouvette 1.
Suivant une alternative, les supports d’identification 2 présentent une différence entre eux, notamment sur la manière de les identifier. En particulier, chaque référence d’identification comprend un numéro principal identique et un numéro secondaire différent. Le numéro secondaire est unique. En d’autres termes, les supports d’identification 2 peuvent se différentier par leur numéro secondaire unique. Par exemple, avec une référence d’identification à chiffres ou digits, le dernier chiffre étant différent pour chaque support.
Nous allons maintenant décrire le procédé 100 de fabrication d’une telle éprouvette 1 suivant l’organigramme illustré sur la . Le procédé 100 de fabrication comprend une étape de fourniture 110 d’un renfort fibreux 3. Le renfort fibreux 3 est obtenu par un tissage de fibres (fils de trame 4 et de fils de chaine 5 sont tissés entre eux) et ici de fibres de carbone.
Le procédé comprend également une étape de fourniture 120 d’au moins un support d’identification 2. Le support d’identification 2 est fabriqué préalablement.
Le procédé comprend une étape de mise en place 130 du renfort fibreux 3 dans le moule d’injection 40. Il est noté, comme énoncé précédemment, que le moule présente des dimensions supérieures à celles du renfort fibreux 3. Cela permet de créer la surépaisseur SE destinée à contenir le ou les supports d’identification 2 uniquement dans la matrice. De manière générale dans l’art antérieur et contrairement au présent exemple, les dimensions du moule 40 sont ajustées à celles du renfort fibreux 3 pour éviter une surépaisseur de matrice puisque celle-ci serait à supprimer lors d’une préparation de surface.
Le procédé comprend également la mise en place 140 d’un ou de plusieurs supports d’identification dans le moule 40.
Le ou les supports sont disposés à distance du renfort fibreux 3. Le ou les supports d’identification sont disposés dans l’espace 41 formé entre la couche externe 7 du renfort fibreux 3 et la surface interne 42 du moule 40. En d’autres termes le support d’identification 2 n’est pas solidaire du renfort fibreux 3.
Suivant un exemple de réalisation tel qu’illustré sur la , un support d’identification 2 est porté par un élément de positionnement 43 qui est placé contre le renfort fibreux. L’élément de positionnement 43 est non conducteur (ou isolant). Avantageusement, l’élément de positionnement 43 est réalisé dans un matériau polymère.
L’élément de positionnement 43 peut être en particulier une mousse 44, un bloc plastique, un clip en plastique 45, un ressort 46 ou encore une rondelle 47.
La mousse 44 telle que représentée la peut être celle connue sous la marque Rohacell® HERO 200. Une telle mousse permet de garantir le bon positionnement du ou des supports d’identification 2.
La mousse 44 pourrait avoir une épaisseur sensiblement (+/- 0,5 mm) égale à l’espace 41 prévu entre le moule 40 et le renfort fibreux 3. L’épaisseur de la mousse est comprise entre 1 et 5 mm. La compression générée par la fermeture du couvercle du moule 40 permet de garder chaque support d’identification en position.
Le matériau de la mousse 44 est destiné à supporter l’injection de la matrice et la densification. En particulier, la mousse 44 peut résister aux températures élevées pendant le cycle d’injection et de polymérisation/densification.
Un exemple de clip 45 ou attache est représenté sur la . Le clip en plastique est utilisé de manière avantageuse lorsque l’espace 41 est supérieur à 2 mm. La manipulation du clip 45 sera plus aisée dans un tel espace. Dans l’exemple représenté, le clip 45 comprend une première lame 45a et une deuxième lame 45b qui sont reliées par une paroi de fond 45c. La paroi de fond 45c permet de relier élastiquement les première et deuxième lames 45a, 45b qui sont agencées comme des ressorts. La paroi de fond 45c présente pour cela une forme en C. Au moins une des première et deuxième lames 45a, 45b se rapproche de l’autre et vers leurs extrémités libres 45aa, 45bb. Les première et deuxième lames 45a, 45b sont en regard l’une de l’autre. La première lame 45a comprend à son extrémité libre 45aa une première poignée d’engagement 45d dont la direction est transversale à la direction de la première lame. La deuxième lame 45b comprend à son extrémité libre 45bb une deuxième poignée d’engagement 45e dont la direction est transversale à la direction de la deuxième lame 45b. Les directions des poignées d’engagement sont différentes et sont orientées vers l’extérieur (les poignées d’engagement s’évasent vers l’extérieur). La portion de liaison entre chaque lame 45a, 45b et chaque poignée d’engagement 45a, 45e est courbée (avec une surface concave vers l’intérieur) et permet au clip d’être retenu sur le renfort fibreux 3 ou en contact avec la couche externe 7 du renfort fibreux 3. Une portion de la couche externe du renfort fibreux est coincée entre les deux portions de liaison qui sont resserrées sur la portion de renfort fibreux 3. Le support d’identification est disposé sur la paroi de fond 45c. D’autres façons d’agencer le clip 45 sur le renfort fibreux sont possibles ainsi que la façon dont le support d’identification est monté sur le clip 45.
Un exemple de ressort 46 est illustré sur la . Le ressort est avantageusement un ressort de compression. Le ressort présente un diamètre externe compris entre 3 et 10 mm. La longueur du ressort est comprise entre 5 et 50 mm suivant son axe principal. Le diamètre du fil du ressort est de l’ordre de 0.5 mm. Le ressort 46 est agencé suivant sa longueur entre la couche externe 7 du renfort fibreux 3 et le moule 40. Le support d’identification est disposé sur une extrémité du ressort et en regard de la surface du moule 40.
Des exemples de rondelle 47a, 47b sont illustrés également sur les figures 9 et 10. La rondelle peut être une rondelle élastique. A cet effet la rondelle 47a est fendue comme sur la ou qui présente une courbure comme sur la . Chaque rondelle présente une épaisseur de l’ordre de 2 mm.
Le procédé comprend une étape d’injection 150 d’une matrice dans le moule 40 après sa fermeture. La matrice est avantageusement une résine organique. Cette injection a lieu selon la technologie RTM, cet acronyme signifiant en anglais Resin Transfert Moulding pour moulage par transfert de résine, afin d’y réaliser une densification du renfort fibreux et obtenir l’éprouvette 1. L’imprégnation de la préforme par la résine est optimisée en appliquant une pression dans la chambre d’injection. D’autres procédés tels que l’infusion, le moulage par transfert de résine connu sous l’acronyme anglais « RTM light » ou le moulage par injection d’une résine entre la préforme et une membrane flexible connu sous terme « Polyflex » sont bien entendu envisageables.
Lors de l’injection de matrice, le ou les supports d’identification 2 restent en position à distance du renfort fibreux grâce à l’élément de positionnement 43. La matrice remplit l’espace 41 qui va emprisonner le ou les supports d’identification 2. Ce ou ces derniers est/ sont situés entre la couche externe 7 du renfort fibreux 3 et la surface interne du moule (non représenté).
Dans le cas où le ou les supports 2 sont disposés dans le moule 40 sans maintien (par l’élément de positionnement) et sans fixation par rapport au renfort fibreux et qu’une matrice avec une viscosité élevée est employée, telle que supérieure à 300 cp, le ou les support(s) d’identification 2 peu(ven)t s’écarter ou s’éloigner du renfort fibreux 3.
Le procédé comprend une étape de densification 160 dans laquelle la matrice est solidifiée et dans laquelle nous obtenons une éprouvette 1 rigide. En particulier, avec la densification les fibres sont liées entre elles, les contraintes sont mieux réparties dans l’éprouvette, et le ou les supports d’identification 2 est/sont solidifié(s) avec la matrice. De plus, la matrice solidifiée permet de protéger le renfort fibreux 3 et le ou les supports d’identification 2 de l’environnement extérieur.
La densification comprend une polymérisation de la matrice dans un autoclave ou dans une presse. La matrice 6 confère un caractère isolant électriquement pour empêcher les perturbations avec les fibres métalliques du renfort fibreux 3 qui sont de bons conducteurs ou des composants métalliques dans l’environnement extérieur de l’éprouvette de caractérisation 1.
Dans le cas des supports d’identification 2 positionnés à l’aide d’une ou de plusieurs élément de positionnement 43, ceux-ci sont considérées comme un corps étranger à l’intérieur de l’éprouvette, mais localisé dans une zone non exploitée pour la caractérisation mécanique et/ou thermique.
La illustre un procédé d’acquisition de données de l’éprouvette 1 par le ou les support(s) d’identification. Un moyen d’acquisition 50 est prévu pour récupérer les données du ou des supports d’identification 2. Nous voyons sur cette figure un opérateur portant un tel moyen d’acquisition 50 à proximité d’une bibliothèque 51 contenant plusieurs éprouvettes 1 disposées les unes à côté des autres. Lorsque que le support d’identification 2 est sous la forme d’une radioétiquette, le moyen d’acquisition 50 est un lecteur RFID configuré pour émettre des radiofréquences destinées à activer la radioétiquette du support d’identification 2. Les moyens d’acquisition 50 sont disposés à une distance comprise entre 0 et 10 m du support d’identification. Le positionnement du support d’identification 2 dans la matrice augmente la distance de détection de quelques centimètres (10 à 20 cm) jusqu’à quelques mètres (2 à 10m).
Le moyen d’acquisition 50 émet à distance une requête de lecture au support d’identification 2 afin de l’activer. Puis, le support d’acquisition 2 transfère à distance, les données issues des moyens de stockage vers le moyen d’acquisition 50. Les données qui sont transmises comprennent ici la référence d’identification (« serial number » en anglais) de l’éprouvette de caractérisation 1 et/ou de l’identifiant de sa configuration (« part number » en anglais). Le moyen d’acquisition 5 est associé à un afficheur tel qu’un écran permettant d’afficher les données transférées. L’écran peut être de forme rectangulaire ou autre tout en permettant d’afficher les données. L’écran peut afficher des informations concernant l’éprouvette, les caractéristiques du matériau de l’éprouvette, la localisation de l’éprouvette 1 et/ou s’il existe différentes parties de cette éprouvette.
Claims (11)
- Eprouvette (1) de caractérisation d’une pièce pour une turbomachine d’aéronef, l’éprouvette (1) étant réalisée en matériau composite à base d’un renfort fibreux (3) tissé et noyé dans une matrice (6) organique ou polymérique, l’éprouvette (1) comprenant en outre au moins un support d’identification (2) de l’éprouvette qui est non métallique et qui est agencé dans le matériau composite, le support d’identification (2) étant du type radio-identification, étant placé à distance du renfort fibreux (3) et localisé dans une surépaisseur (SE) de matrice entourant le renfort fibreux (3).
- Eprouvette (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la surépaisseur (SE) de matrice mesurée entre une couche externe (7) du renfort fibreux (3) et une surface externe (8) de l’éprouvette est comprise entre 1 et 10 mm.
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support d’identification (2) présente une épaisseur comprise entre 0.01 mm et 0.5 mm, et de préférence 0.2 mm.
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support d’identification (2) est configuré pour fonctionner à une fréquence comprise entre 860 et 930 MHz.
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend plusieurs supports d’identification (2) qui sont disposés à des extrémités (11) ou bordures opposées de l’éprouvette (1).
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu’elle présente un élément de positionnement (43) non conducteur qui est disposé contre la couche externe (7) du renfort fibreux et qui porte au moins un support d’identification (2).
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les supports d’identification (2) sont identiques et comprennent des références d’identification identiques.
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les supports d’identification (2) présentent chacune une référence d’identification, chaque référence d’identification comprenant un numéro principal identique et un numéro secondaire différent, unique.
- Eprouvette (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres du renforts fibreux (3) sont en carbone.
- Procédé de fabrication d’une éprouvette de caractérisation selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
- fourniture du renfort fibreux (3),
- fourniture d’au moins un support d’identification (2),
- mise en place (130, 140) du renfort fibreux (3) et du support d’identification (2) dans un moule (40), le support d’identification (2) étant disposé à distance du renfort fibreux (3),
- injection (150) d’une matrice dans le moule de façon à noyer simultanément le renfort fibreux (3) et le support d’identification (2), et
- densification (160) de manière à densifier la matrice et le support d’identification (2) dans la surépaisseur (SE) de la matrice. - Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’insertion d’un élément de positionnement (43) non conducteur entre le renfort fibreux (3) et le moule (40), l’élément de positionnement (43) portant le support d’identification (2) et étant disposé contre le renfort fibreux (3).
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| FR2205319A FR3136281A1 (fr) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | Eprouvette de caracterisation pour une piece de turbomachine et procede de fabrication correspondant |
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|---|---|
| FR3136281A1 true FR3136281A1 (fr) | 2023-12-08 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US20140119497A1 (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-01 | Ingrain, Inc. | Process And System For Preparation Of X-Ray Scannable Sample-Embedded Sliver For Characterization Of Rock And Other Samples |
| FR3113420A1 (fr) * | 2020-08-17 | 2022-02-18 | Safran | Aube composite de turbomachine d’aeronef |
-
2022
- 2022-06-02 FR FR2205319A patent/FR3136281A1/fr active Pending
Patent Citations (2)
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