WO2016132043A1 - Procédé de contrôle de l'épaisseur d'une pièce ayant une forme creuse - Google Patents

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Sébastien WILK
Sébastien GOUET
Samyo Leonel OGNONGO IBIAHO
Nicolas TOURNEUX
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Definitions

  • the field of the invention is that of turbomachines, in particular that of the fan blades, made of composite material, of turbomachines whose leading edge comprises a metallic structural reinforcement, and the present invention therefore relates more particularly to a method for controlling the dimensions both of external than internal of such a structural reinforcement of turbomachine blade.
  • the invention is equally applicable to the production of reinforcements intended to reinforce a leading edge or a blade trailing edge of any type of turbomachine, terrestrial or aeronautical, and in particular a helicopter turbine engine or a turbojet engine. airline.
  • turbomachine fan blades made of composite materials
  • a metallic structural reinforcement extending over the entire height of the blade and beyond their leading edge as mentioned in the document.
  • EP1908919 filed in the name of the applicant.
  • Such a reinforcement makes it possible to protect the composite blading during an impact of a foreign body on the blower, such as, for example, a bird, hail or pebbles.
  • the metal reinforcement protects the leading edge of the composite blade by avoiding risks of delamination, fiber breakage or damage by fiber / matrix decohesion.
  • it is made either entirely by milling from a titanium block, which requires many rework operations and complex tools involving significant production costs or from a preform obtained from a simple metal bar and a succession of forging steps, as described in particular in the patent application FR 2 961 866 filed in the name of the applicant.
  • the last stages of forging are particularly delicate given the presence of undercuts and sometimes results in uncertainties as to the final dimensions of the reinforcement that should be able to control accurately.
  • CMMs three-dimensional measuring machines
  • other contact means for measuring the inner and outer surfaces of the reinforcement are excluded because of its great geometric variability (which makes it difficult to automate a measurement trajectory) and in particular small thicknesses in certain places of this reinforcement (which implies a high risk of deforming the workpiece under the probing force) and the inaccessibility of the bottom of the concave portion of the reinforcement which requires d use long probes (which implies a high risk of bending the probe).
  • the main purpose of the present invention is thus to overcome such drawbacks by proposing a measurement method which allows the acquisition of the inner surface of the reinforcement (more generally of any part having a hollow shape) and the repositioning of this acquisition with that of the outer surface to precisely obtain both external and internal dimensions of this reinforcement and in particular its thickness.
  • a method for controlling the thickness of a workpiece having a hollow shape by means of a tool allowing molding of a counter-shape conforming to said hollow form comprising the following steps:
  • the combination of a 3D scanning means with a support allowing both the maintenance of the part, the molding of its inner shape and the maintenance of this molding once the part is removed, makes it possible to perform all the operations measurement and in particular to acquire the internal dimensions of the part without changing the measurement reference linked to the support, thus guaranteeing a community of reference between the measurement of the inside and the outside, an essential condition for a measurement of thickness performed with the desired precision.
  • the locking of said piece on said support is provided by means of screws passing through both trunnions of said piece and the amounts of said support
  • the filling of said hollow form is performed by gravity once the assembly-support-piece returned tooling or from a dispensing pump of said molding material, via injection channels resulting in filling holes pierced in said support
  • the acquisition of 3D images is obtained by a stereovision image acquisition device (With sensor (s) CCD or CMOS) comprising at least two fixed cameras and a projector
  • the removal of said piece of said support is carried out without deformation by means of stiffening elements on which said piece is placed "on horseback" but without contact with said stiffening elements and the superposition and processing of 3D images are performed in an image processing module and dimensional calculation connected to said image acquisition device by stereovision.
  • Said part having a hollow shape is advantageously a metal structural reinforcement blade composite fan.
  • said molding material is an elastomeric polymer material which, once solidified, has a hardness of substantially 30 Shore A.
  • FIG. 2 shows a tool for implementing the thickness control method according to the invention.
  • FIGS. 3 to 7 illustrate the successive steps of the thickness control method according to the invention with the aid of the tool of FIG. 2. Detailed description of an embodiment
  • FIG. 1 is a partial sectional view of a composite blade comprising a metallic leading edge structural reinforcement whose dimensions are sought to be controlled at the end and during its manufacture.
  • the blade 10 illustrated is for example a mobile blade of a turbine engine (not shown) extending between a leading edge and a trailing edge from a blade root and to a peak of this blade and typically obtained by draping (bonding) of a woven composite material.
  • the composite material used may be composed of an assembly of woven carbon fibers and a resinous matrix, the assembly being formed by molding using a conventional vacuum resin injection molding method. TM type (for "Resin Transfer Molding").
  • the blade 10 comprises a metal structural reinforcement 18, preferably based on titanium (for its high energy absorption capacity due to shocks), glued at its leading edge 16 whose shape it conforms and that it extends to form the external leading edge, said leading edge of the reinforcement 20.
  • the metallic structural reinforcement is glued on the blade 10 by means of an adhesive known to those skilled in the art, such as for example a cyano-acrylic glue or epoxy.
  • the metallic structural reinforcement 18 is a one-piece piece comprising a substantially V-shaped section having a base 22 forming the leading edge of the reinforcement 20 and extended by two lateral flanks 24 and 26 respectively fitting the intrados 12 and extrados 14 of the blade 10.
  • the flanks 24, 26 have a tapered or thinned profile towards the trailing edge of the blade and their internal surfaces have a roughness factor guaranteeing the mechanical quality of the connection glued.
  • the base 22 has a rounded internal profile 28 capable of conforming to the rounded shape of the leading edge 16 of the blade 10.
  • pins 18A, 18B (illustrated in Figures 3 to 7) resulting from the initial metal bar and preferably of square section. It may be noted that these journals which will be sectioned to arrive at the final state of the reinforcement as mounted and illustrated in FIG. 1, are used as fulcrums in the thickness control method according to the invention.
  • the thickness of the reinforcement is controlled by means of a tool capable of supporting the reinforcement and allowing the molding to be made of a part (hereinafter referred to as a counter-shape) conforming to its internal shape (the hollow part of the reinforcement) in order to allow a 3D digitization of the internal and external surfaces of this reinforcement, the 3D scanning technology however requiring a common geometric reference in three dimensions to allow an assembly, with each other, different scanned objects.
  • a tool capable of supporting the reinforcement and allowing the molding to be made of a part (hereinafter referred to as a counter-shape) conforming to its internal shape (the hollow part of the reinforcement) in order to allow a 3D digitization of the internal and external surfaces of this reinforcement, the 3D scanning technology however requiring a common geometric reference in three dimensions to allow an assembly, with each other, different scanned objects.
  • the tool consists of a sole 30 on which are fixed at its periphery columns 32 preferably of equal height and preferably hexagonal section to have faces for sticking reference targets to flat (targets necessary for the preliminary characterization of the photogrammetric montage).
  • These columns which provide the geometric reference function in the 3 dimensions are at least six in number (three per side) so that a large number of these targets are visible on the shots taken from different angles of view, and advantageously the number of 8.
  • the reference targets are pasted on the columns and it is necessary to see at least 3 on each shot to allow their subsequent assembly into a 3D image, the "size" of the pictures dimensioning the image. space between the columns.
  • Two uprights 34, 36 intended to serve as points of support for the reinforcement are fixed at its central portion and each comprise their top a tapping 34A, 36A to receive the pins 18A, 18B of the reinforcement. These amounts tapped on their top allow screws 38 through them to join the reinforcement and ensure this fixation throughout the measurement. Between these two support points are provided stiffening elements 40 to ensure that against-shape does not deform during removal of the reinforcement whose concave portion will be placed "on horseback" on the stiffening elements but without contact between these elements and the reinforcement (see Figure 4).
  • the molding material is advantageously a polymeric material of elastomer type that is sufficiently flexible to allow demolding and at the same time sufficiently rigid to recopy the internal shape in a faithful manner.
  • FIGS. 3 to 7 illustrate the various steps of the method for measuring the thickness of the metallic structural reinforcement 18 by means of the tooling of FIG. 2.
  • the first step is to position the reinforcement on the uprights 34, 36 forming a support and lock by means of the screws 38 which will pass through both the reinforcement 18 (more precisely its two pins 18A, 18B) and these two amounts.
  • a second step illustrated in FIG. 4, to the filling by simple gravity of the part hollow reinforcing with an injected polymer material (but injection under pressure from a dispensing pump 44 is also possible provided to provide the appropriate sealing means) via injection channels 45 leading to the filling holes 42.
  • the step Next, illustrated in Figure 5, consists of an image acquisition (3D digitization) of the outer surface of the reinforcement and its support.
  • This three-dimensional scanning is performed by a stereovision image acquisition device 46 comprising by example, at least two fixed cameras with CCD or CMOS sensor (for example, the objects to be digitized being of course adequately illuminated by a light ramp or any other similar lighting element) and connected to a processing module of
  • a new step illustrated in FIG. 6, is carried out on the removal of the reinforcement from its support, the solidified polymer material 50 then remaining alone secured to the support. This step may be facilitated by the deposition of a release agent, before injection, on the inner surface of the reinforcement.
  • the terminal step illustrated in FIG. 7, consists of a new acquisition of 3D images, this time of the solidified polymer material 50 (which carries the inner shape of the reinforcement 18) as well as the support.
  • each measurement relative to the support more precisely to the columns 32 used as common geometrical reference being known, it is then possible to exactly superimpose in space the external measurement of the reinforcement obtained by the first 3D scanning with its internal measurement obtained by the second 3D digitization to calculate different dimensions (length, width, but especially thickness of determined parts) of this piece and thus obtain a dimensional and thickness control of the whole piece in a perfectly precise way.
  • the spatial reference between measurements from inside and outside must be obligatorily common.
  • the material used for the filling (the internal molding of the reinforcement) whose properties must make it possible to guarantee the fidelity of the reproduced form.
  • it must be rigid enough to ensure this fidelity but it must however be flexible enough to allow the removal of the reinforcement without resorting to complex means of demolding.
  • Another constraint is that the solidification of this material must not cause variation in its dimensions (drying, cooling, ).
  • the use of a polymer material being a cold reaction, without drying, without volume variation.
  • the properties before and after pouring almost at will such as flowability, hardness, color, appearance, rigidity, gloss).
  • an elastomer-type polymer which, once solidified, has a hardness of substantially 30 Shore. A perfectly suited.

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Abstract

Procédé de contrôle d'épaisseur d'une pièce (18) ayant une forme creuse au moyen d'un outillage permettant un moulage d'une contre-forme épousant cette forme creuse, comportant les étapes suivantes : - mise en place et verrouillage de la pièce sur un support (34, 36) solidaire de l'outillage, - remplissage de la forme creuse avec un matériau de moulage pour former la contre-forme, - solidification du matériau de moulage, - acquisition d'images 3D de la surface externe de la pièce et du support, - retrait de la pièce du support pour ne laisser subsister que ladite contre-forme sur le support, - acquisition d'images 3D de la surface externe de la contre-forme et du support, et - superposition et traitement des images 3D pour obtenir différentes dimensions de la pièce permettant un contrôle de son épaisseur.

Description

Procédé de contrôle de répaisseur d'une pièce ayant une forme creuse
Arrière-plan de l'invention
Le domaine de l'invention est celui des turbomachines, notamment celui des aubes de soufflante, en matériau composite, de turbomachines dont le bord d'attaque comporte un renfort structurel métallique et la présente invention concerne donc plus particulièrement un procédé de contrôle des dimensions tant externes qu'internes d'un tel renfort structurel d'aube de turbomachine.
Toutefois, l'invention est aussi bien applicable à la réalisation de renforts destinés à renforcer un bord d'attaque ou un bord de fuite d'aube de tout type de turbomachine, terrestre ou aéronautique, et notamment un turbomoteur d'hélicoptère ou un turboréacteur d'avion.
II est connu d'équiper les aubes de soufflante de turbomachine, réalisées en matériaux composites, d'un renfort structurel métallique s'étendant sur toute la hauteur de l'aube et au-delà de leur bord d'attaque comme mentionné dans le document EP1908919 déposé au nom de la demanderesse. Un tel renfort permet de protéger l'aubage composite lors d'un impact d'un corps étranger sur la soufflante, tel que par exemple un oiseau, de la grêle ou encore des cailloux.
En particulier, le renfort métallique protège le bord d'attaque de l'aube composite en évitant des risques de délaminage, de rupture de fibre ou encore d'endommagement par décohésion fibre/matrice. De façon connue, il est réalisé soit entièrement par fraisage à partir d'un bloc de titane, ce qui nécessite de nombreuses opérations de reprises et des outillages complexes impliquant des coûts de réalisation importants soit à partir d'une préforme obtenue à partir d'un simple barreau métallique et d'une succession d'étapes de forge, comme décrit notamment dans la demande de brevet FR 2 961 866 déposée au nom de la demanderesse. Les dernières étapes de forge sont toutefois particulièrement délicates compte tenu de la présence de contre-dépouilles et il en résulte parfois des incertitudes quant aux dimensions finales du renfort qu'il convient donc de pouvoir contrôler avec précision. Or, les solutions de mesure traditionnelles de type machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) ou autres moyens à contact permettant une mesure des surfaces intérieure et extérieure du renfort sont exclues du fait de sa grande variabilité géométrique (ce qui rend difficile l'automatisation d'une trajectoire de mesure) et notamment des faibles épaisseurs à certains endroits de ce renfort (ce qui implique un fort risque de déformer la pièce sous l'effort de palpage) et de l'inaccessibilité du fond de la partie concave du renfort qui nécessite d'utiliser des palpeurs longs (ce qui implique un fort risque de flexion du palpeur).
Objet et résumé de l'invention
La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant une méthode de mesure qui permette l'acquisition de la surface intérieure du renfort (plus généralement de toute pièce ayant une forme creuse) et le repositionnement de cette acquisition avec celle de la surface extérieure afin d'obtenir précisément les dimensions tant externes qu'internes de ce renfort et notamment de son épaisseur.
Pour cela, il est proposé un procédé de contrôle de l'épaisseur d'une pièce ayant une forme creuse au moyen d'un outillage permettant un moulage d'une contre-forme épousant ladite forme creuse, comportant les étapes suivantes :
- mise en place et verrouillage de ladite pièce sur un support solidaire dudit outillage,
- remplissage de ladite forme creuse avec un matériau de moulage pour former ladite contre-forme,
- solidification dudit matériau de moulage,
- acquisition d'images 3D de la surface externe de ladite pièce et dudit support,
- retrait de ladite pièce dudit support pour ne laisser subsister que ladite contre-forme sur ledit support,
- acquisition d'images 3D de la surface externe de ladite contre- forme et dudit support, et
- superposition et traitement desdites images 3D pour obtenir différentes dimensions de ladite pièce permettant un contrôle de son épaisseur. Ainsi, la combinaison d'un moyen de numérisation 3D avec un support permettant à la fois le maintien de la pièce, le moulage de sa forme intérieure et le maintien de ce moulage une fois la pièce retirée, permet de réaliser l'ensemble des opérations de mesure et notamment d'acquérir les dimensions intérieures de la pièce sans changer le référentiel de mesure lié au support, garantissant ainsi une communauté du référentiel entre la mesure de l'intérieur et celle de l'extérieur, condition incontournable à une mesure d'épaisseur effectuée avec la précision recherchée.
De préférence, le verrouillage de ladite pièce sur ledit support est assuré au moyen de vis traversant à la fois des tourillons de ladite pièce et des montants dudit support, le remplissage de ladite forme creuse est effectué par gravité une fois l'ensemble pièce-support-outillage retourné ou depuis une pompe distributrice dudit matériau de moulage, via des canaux d'injection aboutissant à des trous de remplissage percés dans ledit support, l'acquisition d'images 3D est obtenue par un dispositif d'acquisition d'images par stéréovision (à capteur(s) CCD ou CMOS) comportant au moins deux caméras fixes et un projecteur, le retrait de ladite pièce dudit support est réalisé sans déformation au moyen d'éléments de rigidification sur lesquelles ladite pièce est placée «à cheval» mais sans contact avec lesdits éléments de rigidification et les superposition et traitement des images 3D sont effectués dans un module de traitement d'images et de calcul dimensionnel relié audit dispositif d'acquisition d'images par stéréovision.
Ladite pièce ayant une forme creuse est avantageusement un renfort structurel métallique d'aube composite de soufflante.
De préférence, ledit matériau de moulage est un matériau polymère de type élastomère qui, une fois solidifié, est d'une dureté de sensiblement 30 Shore A.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe du bord d'attaque d'une aube de soufflante en matériau composite montrant son renfort structurel métallique ;
- la figure 2 montre un outillage servant à la mise en oeuvre du procédé de contrôle d'épaisseur selon l'invention ; et
- les figures 3 à 7 illustrent les étapes successives du procédé de contrôle d'épaisseur selon l'invention à l'aide de l'outillage de la figure 2. Description détaillée d'un mode de réalisation
La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une aube composite comportant un renfort structurel métallique de bord d'attaque dont on cherche à contrôler les dimensions à l'issue et au cours de sa fabrication.
L'aube 10 illustrée est par exemple une aube mobile de soufflante d'une turbomachine (non représentée) s'étendant entre un bord d'attaque et un bord de fuite depuis un pied d'aube et jusqu'à un sommet de cette aube et obtenue typiquement par drapage (remplissage collage) d'un matériau composite tissé. A titre d'exemple, le matériau composite utilisé peut être composé par un assemblage de fibres tissées de carbone et d'une matrice résineuse, l'ensemble étant formé par moulage au moyen d'un procédé classique d'injection de résine sous vide de type TM (pour «Resin Transfer Molding»).
Une surface intrados 12 et une surface extrados 14 forment les faces latérales de l'aube 10 qui relient le bord d'attaque 16 au bord de fuite (non représenté) de l'aube 10. Comme il est connu, l'aube 10 comporte un renfort structurel métallique 18, préférentiellement à base titane (pour sa grande capacité d'absorption de l'énergie due aux chocs), collé au niveau de son bord d'attaque 16 dont il épouse la forme et qu'il prolonge pour former le bord d'attaque externe, dit bord d'attaque du renfort 20. Le renfort structurel métallique est collé sur l'aube 10 au moyen d'une colle connue de l'homme du métier, comme par exemple une colle cyano-acrylique ou encore époxy.
De façon classique, le renfort structurel métallique 18 est une pièce monobloc comportant une section sensiblement en forme de V présentant une base 22 formant le bord d'attaque du renfort 20 et prolongée par deux flancs latéraux 24 et 26 épousant respectivement l'intrados 12 et extrados 14 de l'aube 10. Les flancs 24, 26 présentent un profil effilé ou aminci en direction du bord de fuite de l'aube et leurs surfaces internes ont un facteur de rugosité garantissant la qualité mécanique de la liaison collée. La base 22 comporte un profil interne 28 arrondi apte à épouser la forme arrondie du bord d'attaque 16 de l'aube 10.
Pour faciliter la manipulation du renfort lors de son forgeage, celui-ci comporte en outre à ses deux extrémités, des tourillons 18A, 18B (illustrés aux figures 3 à 7) résultant du barreau métallique initial et préférentiellement de section carrée. On peut noter que ces tourillons qui seront sectionnés pour aboutir à l'état final du renfort tel que monté et illustré à la figure 1, sont utilisés comme points d'appui dans le procédé de contrôle d'épaisseur selon l'invention.
Le contrôle de l'épaisseur du renfort est effectué au moyen d'un outillage apte à supporter le renfort et à permettre la réalisation par moulage d'une pièce (appelée par la suite contre-forme) épousant sa forme interne (la partie creuse du renfort) afin de permettre une numérisation 3D des surfaces interne et externe de ce renfort, la technologie de numérisation 3D nécessitant toutefois un référentiel géométrique commun dans les trois dimensions pour permettre un assemblage, les uns avec les autres, des différents objets numérisés.
Comme le montre la figure 2, l'outillage est constitué d'une semelle 30 sur laquelle sont fixés à son pourtour des colonnes 32 de préférence d'égale hauteur et avantageusement à section hexagonale pour avoir des faces permettant de coller des cibles de référence à plat (cibles nécessaires à la caractérisation préalable du montage par photogrammétrie). Ces colonnes qui assurent la fonction de référentiel géométrique dans les 3 dimensions sont au moins au nombre de six (trois par cotés) de sorte qu'un grand nombre de ces cibles soient visibles sur les clichés pris depuis différents angles de prise de vue, et avantageusement au nombre de 8. En effet, les cibles de références sont collées sur les colonnes et il est nécessaire d'en voir au moins 3 sur chaque cliché pour permettre leur assemblage ultérieur en une image 3D, la « taille » des clichés dimensionnant l'espace entre les colonnes.
Deux montants 34, 36 destinés à servir de points d'appui pour le renfort sont fixés au niveau de sa partie centrale et comportent chacun à leur sommet un taraudage 34A, 36A pour recevoir les tourillons 18A, 18B du renfort. Ces montants taraudés sur leur sommet permettent par des vis 38 les traversant d'y solidariser le renfort et de garantir cette fixation tout au long de la mesure. Entre ces deux points d'appui sont prévus des éléments de rigidification 40 permettant d'assurer que la contre-forme ne se déforme pas pendant le retrait du renfort dont la partie concave sera placée « à cheval » sur les éléments de rigidification mais sans contact entre ces éléments et le renfort (voir la figure 4). Entre chacun de ces éléments de rigidification sont disposés des trous de remplissage 42 permettant d'injecter dans la partie creuse du renfort un matériau de moulage qui va en recopier la forme 3D interne en se solidifiant (bien entendu, les extrémités du renfort auront préalablement été « bouchées » à la pâte souple ou par exemple une partie souple et déformable, solidaire du montage, aura été prévue pour épouser la forme des extrémités du renfort lors de la fixation de celui-ci). Le matériau de moulage est avantageusement un matériau polymère de type élastomère suffisamment souple pour permettre le démoulage et en même temps suffisamment rigide pour recopier la forme interne de façon fidèle.
Les figures 3 à 7 illustrent les différentes étapes du procédé de mesure de l'épaisseur du renfort structurel métallique 18 au moyen de l'outillage de la figure 2.
La première étape, illustrée à la figure 3, consiste à positionner le renfort sur les montants 34, 36 formant support et le verrouiller au moyen des vis 38 qui vont traverser à la fois le renfort 18 (plus précisément ses deux tourillons 18A, 18B) et ces deux montants. Une fois le renfort en place et après que l'ensemble pièce-support-outillage a été retourné et repose donc sur les colonnes 32, il est procédé dans une seconde étape, illustrée à la figure 4, au remplissage par simple gravité de la partie creuse du renfort avec un matériau polymère injecté (mais une injection sous pression depuis une pompe distributrice 44 est aussi possible sous réserve de prévoir les moyens d'étanchéité adéquats) via des canaux d'injection 45 aboutissant aux trous de remplissage 42. L'étape suivante, illustrée à la figure 5, consiste en une acquisition des images (par numérisation 3D) de la surface extérieure du renfort et de son support. Cette numérisation en trois dimensions est effectuée par un dispositif d'acquisition d'images par stéréovision 46 comportant par exemple au moins deux caméras fixes à capteur(s) CCD ou CMOS par exemple (les objets à numériser étant bien entendu éclairés de façon adéquate par une rampe lumineuse ou tout autre élément d'éclairage similaire) et relié à un module de traitement d'images et de calcul dimensionnel 48. Une fois cette numérisation finalisée, il est procédé dans une nouvelle étape, illustrée à la figure 6, au retrait du renfort de son support, le matériau polymère solidifié 50 restant alors seul solidaire du support. Cette étape pourra être facilitée par le dépôt d'un agent démoulant, avant injection, sur la surface intérieure du renfort. Enfin l'étape terminale, illustrée à la figure 7, consiste en une nouvelle acquisition d'images 3D, cette fois du matériau polymère solidifié 50 (celui-ci étant porteur de la forme intérieure du renfort 18) ainsi que du support.
La position de chaque mesure par rapport au support, plus précisément aux colonnes 32 utilisées comme référence géométrique commune étant connue, il est alors possible de superposer exactement dans l'espace la mesure extérieure du renfort obtenue par la première numérisation 3D avec sa mesure intérieure obtenue par la seconde numérisation 3D pour calculer différentes dimensions (longueur, largeur, mais surtout épaisseur de parties déterminées) de cette pièce et ainsi obtenir un contrôle dimensionnel et d'épaisseur de toute la pièce de façon parfaitement précise. En effet, s'agissant d'une mesure d'une contre forme, le référentiel spatial entre les mesures de l'intérieur et de l'extérieur doit être obligatoirement commun.
On accordera un soin particulier au choix du matériau utilisé pour le remplissage (le moulage interne du renfort) dont les propriétés doivent permettre de garantir la fidélité de la forme reproduite. Notamment, comme indiqué précédemment, il doit être suffisamment rigide pour assurer cette fidélité mais il doit cependant être assez souple pour permettre le retrait du renfort sans recourir à des moyens complexes de démoulage. Une autre contrainte est que la solidification de ce matériau ne doit pas engendrer de variation de ses dimensions (séchage, refroidissement,...).
D'où préférentiel lement le recours à un matériau polymère, la polymérisation étant une réaction à froid, sans séchage, sans variation de volume. De plus, il est possible de combiner ses propriétés avant et après coulage quasiment à volonté (comme la coulabilité, la dureté, la couleur, l'aspect, la rigidité, la brillance). Ainsi, les inventeurs ont pu constater que dans le cadre du contrôle d'épaisseur selon l'invention de renforts structurels métalliques d'aubes composites de soufflante un polymère de type élastomère qui, une fois solidifié, est d'une dureté de sensiblement 30 Shore A convenait parfaitement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle de l'épaisseur d'une pièce (18) ayant une forme creuse au moyen d'un outillage permettant un moulage d'une contre- forme (50) épousant ladite forme creuse, comportant les étapes suivantes :
- mise en place et verrouillage de ladite pièce sur un support (34, 36) solidaire dudit outillage,
- remplissage de ladite forme creuse avec un matériau de moulage pour former ladite contre-forme,
- solidification dudit matériau de moulage,
- acquisition d'images 3D de la surface externe de ladite pièce et dudit support,
- retrait de ladite pièce dudit support pour ne laisser subsister que ladite contre-forme sur ledit support,
- acquisition d'images 3D de la surface externe de ladite contre- forme et dudit support, et
- superposition et traitement desdites images 3D pour obtenir différentes dimensions de ladite pièce permettant un contrôle de son épaisseur.
2. Procédé de contrôle d'épaisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verrouillage de ladite pièce sur ledit support est assuré au moyen de vis (38) traversant à la fois des tourillons (18A, 18B) de ladite pièce et des montants (34, 36) dudit support.
3. Procédé de contrôle d'épaisseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le remplissage de ladite forme creuse est effectué par gravité une fois l'ensemble pièce-support-outillage retourné via des canaux d'injection (45) aboutissant à des trous de remplissage (42) percés dans ledit support.
4. Procédé de contrôle d'épaisseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le remplissage de ladite forme creuse est effectué depuis une pompe distributrice (44) dudit matériau de moulage, via des canaux d'injection (45) aboutissant à des trous de remplissage (42) percés dans ledit support.
5. Procédé de contrôle d'épaisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'acquisition d'images 3D est obtenue par un dispositif d'acquisition d'images par stéréovision (46) comportant au moins deux caméras fixes.
6. Procédé de contrôle d'épaisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les superposition et traitement des images 3D sont effectués dans un module de traitement d'images et de calcul dimensionnel (48) relié audit dispositif d'acquisition d'images par stéréovision.
7. Procédé de contrôle d'épaisseur selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif d'acquisition d'images par stéréovision comporte au moins un capteur CCD ou CMOS.
8. Procédé de contrôle d'épaisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le retrait de ladite pièce dudit support est réalisé sans déformation au moyen d'éléments de rigidification (40) sur lesquelles ladite pièce est placée « à cheval » mais sans contact avec lesdits éléments de rigidification.
9. Procédé de contrôle d'épaisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite pièce ayant une forme creuse est un renfort structurel métallique (18) d'aube composite de soufflante ayant deux ailettes latérales (24, 26) s'étendant depuis un nez (22).
10. Procédé de contrôle d'épaisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit matériau de moulage est un matériau polymère de type élastomère qui, une fois solidifié, est d'une dureté de sensiblement 30 Shore A.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018117311A1 (fr) * 2016-12-23 2018-06-28 한양로보틱스 주식회사 Système de commande à distance pour machine à mouler par injection

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4614630A (en) * 1984-04-02 1986-09-30 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Mold having ceramic insert, method for injection molding using the same
US4693861A (en) * 1984-04-09 1987-09-15 The Laitram Corporation Mold and process for manufacturing helical shaped items
US5457325A (en) * 1991-07-15 1995-10-10 Stephane Huberty Contact-free procedure for measuring the three dimensional shape of an object, particularly a human foot, by imaging the object and the indentation left by the object
EP1908919A1 (fr) 2006-09-26 2008-04-09 Snecma Aube composite de turbomachine à renfort métallique
WO2009106576A1 (fr) * 2008-02-26 2009-09-03 Fibre Optic Sensors And Sensing Systems (Fos & S) Procédé et moyens destinés au montage de fibres optiques
FR2961866A1 (fr) 2010-06-24 2011-12-30 Snecma Procede de realisation d’un renfort metallique d’aube de turbomachine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201700534D0 (en) * 2017-01-12 2017-03-01 Rolls Royce Plc A method of measuring fan blade picture frame width
US10775269B2 (en) * 2017-02-08 2020-09-15 Raytheon Technologies Corporation Blade health inspection using an excitation actuator and vibration sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4614630A (en) * 1984-04-02 1986-09-30 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Mold having ceramic insert, method for injection molding using the same
US4693861A (en) * 1984-04-09 1987-09-15 The Laitram Corporation Mold and process for manufacturing helical shaped items
US5457325A (en) * 1991-07-15 1995-10-10 Stephane Huberty Contact-free procedure for measuring the three dimensional shape of an object, particularly a human foot, by imaging the object and the indentation left by the object
EP1908919A1 (fr) 2006-09-26 2008-04-09 Snecma Aube composite de turbomachine à renfort métallique
WO2009106576A1 (fr) * 2008-02-26 2009-09-03 Fibre Optic Sensors And Sensing Systems (Fos & S) Procédé et moyens destinés au montage de fibres optiques
FR2961866A1 (fr) 2010-06-24 2011-12-30 Snecma Procede de realisation d’un renfort metallique d’aube de turbomachine

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