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FR3139290A1 - Fabric and resin composite material part - Google Patents

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FR3139290A1
FR3139290A1 FR2208853A FR2208853A FR3139290A1 FR 3139290 A1 FR3139290 A1 FR 3139290A1 FR 2208853 A FR2208853 A FR 2208853A FR 2208853 A FR2208853 A FR 2208853A FR 3139290 A1 FR3139290 A1 FR 3139290A1
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FR
France
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cavity
weaving
paste
expansive
woven
Prior art date
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Pending
Application number
FR2208853A
Other languages
French (fr)
Inventor
Antoine Christophe LAUWICK Lucas
Antoine DAREYS
Celia IGLESIAS CANO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR2208853A priority Critical patent/FR3139290A1/en
Priority to PCT/FR2023/051310 priority patent/WO2024047312A1/en
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Abstract

Sont concernés un procédé de fabrication d’une pièce moulée et la pièce en elle-même, moulée en trois dimensions, comprenant un matériau composite incluant une préforme fibreuse et une résine, la pièce présentant une cavité (230’) remplie d’un matériau alvéolé (50). Le matériau alvéolé comprend un matériau polymère alvéolaire expansé. Figure 20This concerns a method of manufacturing a molded part and the part itself, molded in three dimensions, comprising a composite material including a fibrous preform and a resin, the part having a cavity (230') filled with a material honeycomb (50). The cellular material comprises an expanded cellular polymer material. Figure 20

Description

Pièce à matériau composite tissu et résineFabric and resin composite material part

La présente invention se rapporte au domaine des pièces pour aéronefs, telles notamment que des aubes ou pales d'hélice, pouvant être présentes sur les turbopropulseurs ou sur des turbomachines aéronautiques, y compris celles à hélices non-carénées. Des carters de turbomachines aéronautiques sont en particulier aussi visés.The present invention relates to the field of parts for aircraft, such as in particular blades or propeller blades, which may be present on turboprops or on aeronautical turbomachines, including those with non-ducted propellers. In particular, aeronautical turbomachinery casings are also targeted.

Ci-après le terme « aube » couvre tant les aubes en tant que telles que les pales d'hélice, aéronautiques.Hereinafter the term “blades” covers both blades as such and aeronautical propeller blades.

Souvent, de telles pièces pour aéronefs sont réalisées en matériau métallique. Si elles présentent alors une bonne résistance mécanique, elles posent toutefois le problème d'une masse relativement importante.Often, such parts for aircraft are made of metallic material. Although they then have good mechanical resistance, they nevertheless pose the problem of a relatively large mass.

Afin d'obtenir des pièces plus légères, il est connu de les réaliser en matériau composite, c'est-à-dire comme des pièces de structure à renfort fibreux et matrice en résine.In order to obtain lighter parts, it is known to make them in composite material, that is to say as structural parts with fibrous reinforcement and resin matrix.

EP3511240 présente ainsi une solution de structure fibreuse de renfort d'aube (ou de pale d'hélice) aéronautique en matériau composite. Cette structure est tissée en une seule pièce intégrant un profil aérodynamique, une portion de longeron et une portion renflée. La structure fibreuse comporte une zone de déliaison(s) permettant de former un logement à l'intérieur de la structure fibreuse dans lequel est insérée une partie d’un insert de renfort, qui ici est un longeron dont une partie s'étend donc à l'intérieur du profil aérodynamique, au niveau de la zone de déliaison(s), et dont une autre partie débouche à l'extérieur du profil aérodynamique au niveau du bord de pied du profil. La portion renflée s'étend dans le prolongement de la portion de longeron à l'extérieur du profil aérodynamique. Le profil aérodynamique comporte, au niveau de la zone de déliaison(s), des peaux déliées l'une par rapport à l'autre et enserrant la portion de longeron. Les peaux délimitent à l'intérieur du profil aérodynamique respectivement deux logements présents d'un côté et de l'autre de la portion de longeron et débouchant au niveau du bord de pied du profil aérodynamique. L’aube finale est une pièce présentant une cavité dans laquelle des inserts en une mousse traditionnelle, rigide, sous forme solide, a été introduite.EP3511240 thus presents a fibrous structure solution for aeronautical blade (or propeller blade) reinforcement made of composite material. This structure is woven in a single piece integrating an aerodynamic profile, a spar portion and a bulged portion. The fibrous structure comprises a debonding zone(s) making it possible to form a housing inside the fibrous structure in which a part of a reinforcing insert is inserted, which here is a spar, part of which therefore extends to inside the aerodynamic profile, at the level of the delinking zone(s), and another part of which opens outside the aerodynamic profile at the level of the foot edge of the profile. The bulged portion extends in the extension of the spar portion outside the aerodynamic profile. The aerodynamic profile comprises, at the level of the unbinding zone(s), skins unbound in relation to each other and enclosing the spar portion. The skins delimit inside the aerodynamic profile respectively two housings present on one side and the other of the spar portion and opening at the level of the foot edge of the aerodynamic profile. The final blade is a part with a cavity into which inserts made of traditional, rigid foam, in solid form, have been introduced.

Dans le domaine des turbomachines aéronautiques à hélices ou aubes carénées, on connaît par ailleurs de nombreuses turbomachines traversées par des flux multiples de gaz, notamment à flux primaire et à flux secondaire, ou double flux.In the field of aeronautical turbomachines with propellers or ducted blades, numerous turbomachines are also known through which multiple gas flows pass, in particular with primary flow and secondary flow, or double flow.

Problème techniqueTechnical problem

Depuis plusieurs années, au moins sur les turbomachines aéronautiques à double flux, l’augmentation du taux de dilution (rapport entre le débit du flux primaire et le flux secondaire) est une solution privilégiée par les motoristes afin d’améliorer les performances des moteurs et de réduire leur consommation spécifique de carburant.For several years, at least on dual-flow aeronautical turbomachines, increasing the dilution ratio (ratio between the flow rate of the primary flow and the secondary flow) has been a solution favored by engine manufacturers in order to improve engine performance and to reduce their specific fuel consumption.

Ceci se traduit par une augmentation du diamètre des aubages à iso-poussée des turbomachines, en particulier concernant le premier aubage, celui d’entrée d’air dans la turbomachine : aube de soufflante - fan en anglais - ou hélice, et son redresseur associé (OGV ou Outlet Guide Vane, en anglais).This results in an increase in the diameter of the iso-thrust blades of turbomachines, in particular concerning the first blade, that of air inlet into the turbomachine: fan blade - fan in English - or propeller, and its associated rectifier (OGV or Outlet Guide Vane, in English).

Cette augmentation est même encore plus importante pour les architectures non carénées.This increase is even more significant for non-streamlined architectures.

Or, l’accroissement de ces dimensions a notamment pour inconvénient d’entrainer une augmentation de la masse des aubes et/ou des carters, ce qui est préjudiciable pour la performance de la turbomachine.However, increasing these dimensions has the particular disadvantage of leading to an increase in the mass of the blades and/or casings, which is detrimental to the performance of the turbomachine.

Jusqu’à maintenant, une solution pour limiter cet impact de masse a été de fabriquer les aubes et/ou les carters en matériaux composite plein (matériau composite tissé 3D par procédé RTM par exemple - Resin Transfer Moulding ou moulage par injection de résine -, en lieu et place de matériaux métalliques (par exemple le titane).Until now, a solution to limit this mass impact has been to manufacture the blades and/or casings in solid composite materials (3D woven composite material by RTM process for example - Resin Transfer Molding or resin injection molding -, instead of metallic materials (e.g. titanium).

Toutefois, compte tenu des dimensions prévisibles des aubes à venir, comme par exemple sur une architecture non carénée de turbomachine aéronautique de type (‘Open FAN’, ‘Unducted Single FAN’ ou ‘Propfan’) soufflante non carénée en français, il parait nécessaire de pouvoir accroître cette réduction de la masse.However, taking into account the predictable dimensions of the future blades, such as for example on an unducted architecture of an aeronautical turbomachine of the type ('Open FAN', 'Unducted Single FAN' or 'Propfan') non-ducted fan in French, it seems necessary to be able to increase this reduction in mass.

Une des solutions possibles pour pallier ce problème est de concevoir et/ou de réaliser des pièces aéronautiques creuses (dites pièces évidées).One of the possible solutions to overcome this problem is to design and/or produce hollow aeronautical parts (called hollowed parts).

Mais, lors du fonctionnement d’une turbomachine aéronautique et si on utilise des pièces évidées, notamment des aubes, celles-ci sont soumises à une pression importante du flux d’air déplacé par la turbomachine pour assurer la poussée. Cette pression peut déformer la pièce là où elle est évidée, en écrasant la cavité de la pièce et ainsi, par exemple sur une aube soufflante, risquer de diminuer sensiblement son efficacité, du fait de la déformation des profils aérodynamiques de la pièce.But, during the operation of an aeronautical turbomachine and if hollow parts are used, in particular blades, these are subjected to significant pressure from the air flow moved by the turbomachine to ensure thrust. This pressure can deform the part where it is hollowed out, by crushing the cavity of the part and thus, for example on a fan blade, risk significantly reducing its efficiency, due to the deformation of the aerodynamic profiles of the part.

On peut utiliser un matériau alvéolé comme une mousse haute densité pour remplir la cavité, ce qui permet de répondre au besoin d’allégement de la pièce et de limiter voir totalement supprimer l’écrasement des peaux.We can use a honeycomb material such as high-density foam to fill the cavity, which helps meet the need to lighten the part and limit or even completely eliminate the crushing of the skins.

Toutefois, lors du fonctionnement de la turbomachine, les pièces (notamment les aubes ou aubages) travaillent mécaniquement notamment ou principalement en flexion, sous l’influence du flux d’air. Pour limiter l’impact de l’effort, il est connu - comme dans EP3511240 - d’ajouter un ou plusieurs inserts rapportés formant raidisseur. Dans le cas où le raidisseur est, ou comprend, un longeron, et que la pièce composite est une aube, le longeron peut être également utilisé comme point de fixation de l’aube sur le disque de la turbomachine et permet ainsi de créer un lien entre les peaux aérodynamiques de l’aube, le matériau alvéolé dans la cavité et le reste de la turbomachine.However, during the operation of the turbomachine, the parts (in particular the blades) work mechanically, particularly or mainly in bending, under the influence of the air flow. To limit the impact of the force, it is known - as in EP3511240 - to add one or more inserts forming a stiffener. In the case where the stiffener is, or includes, a spar, and the composite part is a blade, the spar can also be used as a fixing point for the blade on the disk of the turbomachine and thus makes it possible to create a link between the aerodynamic skins of the blade, the honeycomb material in the cavity and the rest of the turbomachine.

La réalisation de pièces creuses composées de nombreux sous-composants est par ailleurs toujours difficile car leur manipulation avant qu’ils soient consolidés par une résine est délicate. L’assemblages des différents sous-composants doit être très précis et répétable afin que les pièces soient conformes sans taux élevé de rebut en fabrication.The production of hollow parts composed of numerous sub-components is also always difficult because their handling before they are consolidated with a resin is delicate. The assembly of the different sub-components must be very precise and repeatable so that the parts are compliant without a high rate of manufacturing scrap.

L’approvisionnement d’une pièce en une mousse traditionnelle, rigide, sous forme solide et aux dimensions géométriques précises représente également un effort logistique et financier important pour un insert de remplissage dont les propriétés mécaniques sont faibles, voir négligeables concernant le comportement général de la pièce finie.The supply of a part with a traditional, rigid foam, in solid form and with precise geometric dimensions also represents a significant logistical and financial effort for a filling insert whose mechanical properties are weak, or even negligible regarding the general behavior of the finished piece.

Les raidisseurs éventuels, qui peuvent donc être des longerons, sont de plus généralement conçus comme des pièces séparées, soumises aux mêmes inconvénients que la mousse rigide (sensibilité à l’assemblage, complexité logistique…).Any stiffeners, which can therefore be spars, are generally designed as separate parts, subject to the same disadvantages as rigid foam (sensitivity to assembly, logistical complexity, etc.).

Au vu de l’art antérieur la présente demande propose tant une pièce composite (moulée) qu’un procédé de fabrication d’une pièce composite.In view of the prior art, this application proposes both a (molded) composite part and a process for manufacturing a composite part.

Plus précisément la présente invention concerne notamment une pièce (qui peut être en trois dimensions) comprenant un matériau composite incluant un tissu et une résine, la pièce présentant une cavité remplie d’un matériau alvéolé (dit aussi alvéolaire) ci-après, ce matériau alvéolé comprenant un matériau polymère alvéolé, qui est une mousse (issue d’un)polymère, expansé(e).More specifically, the present invention relates in particular to a part (which can be in three dimensions) comprising a composite material including a fabric and a resin, the part having a cavity filled with a honeycomb material (also called alveolar) hereinafter, this material cellular comprising a cellular polymer material, which is an expanded foam (from a) polymer.

Le terme « tissu » a pour sens surface obtenue par l'assemblage de fils ou de fibres qui peuvent être disposés en deux séries croisées. Le terme inclut donc une préforme fibreuse ou préforme tissée. Il peut s’agir de toute étoffe, d’un tissé ou non-tissé, et donc d’un tissu proprement dit.The term “fabric” means surface obtained by the assembly of threads or fibers which can be arranged in two crossed series. The term therefore includes a fibrous preform or woven preform. It can be any fabric, a woven or non-woven, and therefore a fabric itself.

Le « tissu » ou la structure fibreuse, et donc la pièce qui en est issue, pourra être formé(e) de tout type de tissage : deux dimensions (2D), trois dimensions (3D), notamment.The “fabric” or fibrous structure, and therefore the part that results from it, can be formed from any type of weaving: two dimensions (2D), three dimensions (3D), in particular.

Par "tissage bidimensionnel" ou "tissage 2D", on entend ici un mode de tissage classique par lequel chaque fil de chaîne passe d'un côté à l'autre de fils d'une seule couche de trame.By "two-dimensional weaving" or "2D weaving", we mean here a classic weaving mode by which each warp thread passes from one side to the other of threads of a single weft layer.

Par "tissage tridimensionnel" ou "tissage 3D", on entend ici un mode de tissage par lequel certains au moins des fils de chaîne lient des fils de trame sur plusieurs couches de trame.By "three-dimensional weaving" or "3D weaving", we mean here a mode of weaving by which at least some of the warp threads bind weft threads on several weft layers.

Le terme « pièce » couvre tout type de pièce. Ce peut être une pièce non finie, telle qu’une pièce semi-finie. Ce peut être une préforme ; la préforme d’une pièce finie.The term “room” covers any type of room. This may be an unfinished part, such as a semi-finished part. It can be a preform; the preform of a finished part.

Le terme « mousse », dans l’expression mousse expansive ou expansée, a pour sens : Milieu issu de l’expansion d’une pâte expansible apte à s’expanser pour former une mousse (phase continue solide dans laquelle est dispersée sous forme de cellules une phase gazeuse). L’émulsion et la création de la phase gazeuse générant la mousse sont issues de la réaction d’expansion d’une pâte existant préalablement en phase liquide. Ainsi, à la différence d’une mousse traditionnelle approvisionnée sous forme solide (appelée mousse solide ci-après) et ayant donc une forme propre avant son utilisation dans le processus de production, la présente « mousse issue d’un polymère expansé » sera approvisionnée sous forme liquide (la pâte polymère) mais devient solide au cours de la réaction d’expansion et n’a une forme propre qu’une fois solidifiée et expansée dans la cavité de la pièce.The term "foam", in the expression expansive or expanded foam, has the meaning: Medium resulting from the expansion of an expandable paste capable of expanding to form a foam (solid continuous phase in which is dispersed in the form of cells a gas phase). The emulsion and the creation of the gas phase generating the foam come from the expansion reaction of a paste previously existing in the liquid phase. Thus, unlike a traditional foam supplied in solid form (called solid foam hereinafter) and therefore having its own shape before its use in the production process, the present "foam from an expanded polymer" will be supplied in liquid form (polymer clay) but becomes solid during the expansion reaction and only has its own shape once solidified and expanded in the cavity of the part.

« Mousse solide » a pour sens : une mousse rigide usinée directement à la forme finale, telle que les produits utilisés dans l’État de l’Art, la mousse expansive utilisée ici permettant au contraire de « rattraper » les écarts éventuels par rapport aux tolérances géométriques.“Solid foam” means: a rigid foam machined directly to the final shape, such as the products used in the State of the Art, the expansive foam used here allowing on the contrary to “make up” for any deviations from the geometric tolerances.

Parmi les avantages, on peut noter une simplification du processus de fabrication. D’autres avantages sont notés ci-après.Among the advantages, we can note a simplification of the manufacturing process. Other advantages are noted below.

Dans la pièce, le matériau polymère alvéolaire expansé pourra en particulier être du polyuréthane. Avantage : matériau largement répandu, bien maîtrisé, peu onéreux, très efficace pour un comblement de volume/d’espace.In the part, the expanded cellular polymer material may in particular be polyurethane. Advantage: widely used material, well controlled, inexpensive, very effective for volume/space filling.

En termes maintenant de procédé de fabrication d’une pièce (qui peut être comme ci-avant) comprenant un tissage, le procédé de l’invention répond au moins en partie à la problématique énoncée précédemment et présente ainsi comme étapes (pouvant être éventuellement imbriquées, c’est-à-dire réalisées au moins partiellement ensemble):
- un tissage de la pièce, en y intégrant une cavité,
- une mise en place de la pièce dans une première partie d’un moule d’injection,
- une mise en place, dans la cavité d’un noyau soluble ou d’un noyau amovible, démoulable, ou d’une membrane souple, le noyau soluble ou la membrane (y compris son espace interne) occupant le volume de ladite cavité,
- une fermeture du moule d’injection, par l’intermédiaire d’au moins une seconde partie du moule d’injection,
- une injection de résine dans le tissage de la pièce, afin de former une pièce tissée en matériau composite,
- un démoulage de la pièce, hors du moule d’injection,
- suivant le cas, une dissolution du noyau soluble ou un retrait, hors de la cavité, du noyau amovible ou de la membrane souple,
- une mise en place dans la cavité d’une pâte expansive adaptée à former un matériau alvéolé,
- une attente que la pâte réagisse pour former (de préférence totalement) ledit matériau alvéolé, dans la cavité,
- une élimination d’un possible surplus de matériau alvéolé ayant débordé de la cavité, le cas échéant.
In terms now of a process for manufacturing a part (which can be as above) comprising a weaving, the process of the invention responds at least in part to the problem stated previously and thus presents as steps (which can possibly be interleaved , that is to say carried out at least partially together):
- weaving the part, integrating a cavity,
- placing the part in a first part of an injection mold,
- placing, in the cavity, a soluble core or a removable, demouldable core, or a flexible membrane, the soluble core or the membrane (including its internal space) occupying the volume of said cavity,
- closing the injection mold, via at least a second part of the injection mold,
- an injection of resin into the weaving of the part, in order to form a woven part made of composite material,
- demoulding of the part, out of the injection mold,
- depending on the case, a dissolution of the soluble core or a withdrawal, outside the cavity, of the removable core or of the flexible membrane,
- placing in the cavity an expansive paste suitable for forming a honeycomb material,
- waiting for the dough to react to form (preferably completely) said cellular material, in the cavity,
- elimination of a possible surplus of cellular material having overflowed from the cavity, if necessary.

L’attente sera un temps (tmin) supérieur à la seconde. L’attente sera fonction de la référence précise de produit expansif utilisé, des préconisations du fabricant, et de l’expérience en production permettant de s’adapter à la géométrie et au volume à combler. De façon générale le délai varie de quelques secondes à moins de 5 minutes.The wait will be a time (tmin) greater than a second. The wait will depend on the precise reference of the expansive product used, the manufacturer's recommendations, and the production experience allowing adaptation to the geometry and volume to be filled. Generally speaking, the delay varies from a few seconds to less than 5 minutes.

L’élimination d’un possible surplus de matériau alvéolé pourra inclure ou consister en un usinage final de la pièce, permettant d’obtenir une pièce finie (à la forme exacte souhaitée) ou semi-finie (il peut par exemple rester la mise en place des certains renforts, ou d’un traitement, de surface). Il peut aussi s’agir d’un ébavurage, de contrôles de la conformité de la pièce (contrôle du matériau composite, contrôles dimensionnels). Le tout peut ainsi être défini comme un parachèvement de la pièce. S’il y a élimination d’un possible surplus, la cavité est alors déjà rigide. La mousse n’a besoin que de combler la cavité. Ainsi, s’il y a suppression de l’excès de mousse expansée, il sera a priori avantageux d’attendre la fin de la réaction pour ne pas avoir à supprimer cet excédant en plusieurs fois.The elimination of a possible surplus of honeycomb material may include or consist of final machining of the part, making it possible to obtain a finished part (in the exact desired shape) or semi-finished (for example, there may remain the setting place of certain reinforcements, or a surface treatment). It may also involve deburring, checks of the conformity of the part (check of the composite material, dimensional checks). The whole thing can thus be defined as a completion of the piece. If a possible surplus is eliminated, the cavity is then already rigid. The foam only needs to fill the cavity. Thus, if excess expanded foam is removed, it will a priori be advantageous to wait for the end of the reaction so as not to have to remove this excess in several steps.

Ainsi, après l’attente de réaction de la pâte lui ayant permis de devenir (de préférence totalement) ledit matériau alvéolé, on pourra utilement :
- éliminer le surplus de matériau expansé débordant de la cavité le cas échéant, et
- contrôler la conformité de la pièce (contrôle du matériau composite, contrôles dimensionnels, etc..), puis
- conduire le parachèvement de la pièce.
Thus, after waiting for the reaction of the paste to have allowed it to become (preferably completely) said cellular material, we can usefully:
- eliminate the excess expanded material overflowing from the cavity if necessary, and
- check the conformity of the part (check of the composite material, dimensional checks, etc.), then
- lead the completion of the part.

Dans le procédé ci-dessus, le matériau alvéolé comprendra utilement, comme noté ci-avant, un matériau polymère alvéolaire expansé qui pourra donc être une mousse expansive ou expansée.In the above process, the cellular material will usefully comprise, as noted above, an expanded cellular polymer material which may therefore be an expanding or expanded foam.

L’utilisation d’un matériau polymère expansif, dont la réaction d’expansion a lieu pendant la densification de la préforme tissée par la résine peut conduire à des forts taux de porosité (bulles de gaz dans le matériau dues au dégagement gazeux produit par la réaction d’expansion de la mousse) impactant négativement les propriétés mécaniques de la pièce.The use of an expansive polymer material, whose expansion reaction takes place during the densification of the preform woven by the resin can lead to high rates of porosity (gas bubbles in the material due to the gas release produced by the foam expansion reaction) negatively impacting the mechanical properties of the part.

L’utilisation d’un tel matériau expansif à la place d’une mousse solide à cote finie peut entrainer des irrégularités dans la forme de la cavité interne de la pièce. Si ces irrégularités de formes sont moins pénalisantes que des écarts sur la surface externe (dans le flux aérodynamique), elles doivent toutefois rester sous contrôle.The use of such an expansive material in place of a solid foam with a finished dimension can lead to irregularities in the shape of the internal cavity of the part. Although these shape irregularities are less penalizing than deviations on the external surface (in the aerodynamic flow), they must nevertheless remain under control.

Tout ceci pose donc des problèmes que la présente solution cherche à prendre en compte.All of this therefore poses problems that this solution seeks to take into account.

Le tissage de la pièce (ébauche ou préforme) pourra être en trois dimensions, ce qui favorisera l’obtention d’une pièce industrielle performante, telle qu’une aube.Pour assurer industriellement au mieux (si elle est retenue) la fonction précitée de « membrane souple », il est proposé d’utiliser :
- une vessie gonflable, que l’on gonflera dans la cavité, ou
- une pièce préformée (réutilisable ou pas) en silicone ou en élastomère de polyuréthane.
The weaving of the part (blank or preform) could be in three dimensions, which will favor obtaining a high-performance industrial part, such as a blade. To ensure industrially as best as possible (if it is retained) the aforementioned function of “flexible membrane”, it is proposed to use:
- an inflatable bladder, which will be inflated in the cavity, or
- a preformed part (reusable or not) in silicone or polyurethane elastomer.

Ainsi, on associera l’avantage d’une déformation adaptée de la membrane souple, nécessaire à sa mise en place dans la cavité, voire à son retrait, à celui d’une résistance mécanique adaptée à la pression d’injection et à la préservation du volume requis de la cavité.Thus, we will associate the advantage of an adapted deformation of the flexible membrane, necessary for its installation in the cavity, or even for its removal, with that of a mechanical resistance adapted to the injection pressure and to the preservation of the required volume of the cavity.

Pour favoriser le renforcement de la pièce composite tissée, en réalisant ceci à un moment propice du procédé en termes facilité de mise en œuvre, il est aussi proposé que le procédé ici défini comprenne en outre, entre le tissage de la pièce intégrant la cavité et l’étape où la pâte expansive est contenue dans la cavité :
- le tissage d’un insert (pouvant donc être en trois dimensions), qui pourra être adapté à définir un raidisseur (également défini comme longeron éventuel ci-après), pour la pièce présentant la cavité,
- l’insertion de l’insert tissé dans la cavité de la pièce.
To promote the reinforcement of the woven composite part, by carrying out this at a favorable moment of the process in terms of ease of implementation, it is also proposed that the process defined here also includes, between the weaving of the part integrating the cavity and the stage where the expanding paste is contained in the cavity:
- the weaving of an insert (which can therefore be in three dimensions), which can be adapted to define a stiffener (also defined as a possible spar below), for the part presenting the cavity,
- the insertion of the woven insert into the cavity of the part.

Cette solution impose toutefois une fabrication de l’insert tissé indépendante de celle de ladite pièce à cavité intégrée.This solution, however, requires manufacturing of the woven insert independent of that of said part with an integrated cavity.

Pour éviter cela et créer un insert dans cette cavité par une modification locale de l’armure de tissage, il est aussi proposé que le tissage de la pièce comprenne un co-tissage avec un insert tissé (pouvant donc être en trois dimensions) que ladite pièce va ainsi intégrer. Autrement dit, le tissage de la pièce (intégrant la cavité) comprendra un co-tissage avec un insert tissé (pouvant donc être en trois dimensions) que ladite pièce intègrera alors, d’une seule pièce avec elle.To avoid this and create an insert in this cavity by a local modification of the weaving weave, it is also proposed that the weaving of the part includes a co-weaving with a woven insert (which can therefore be in three dimensions) that said piece will thus integrate. In other words, the weaving of the part (integrating the cavity) will include a co-weaving with a woven insert (which can therefore be in three dimensions) which said part will then integrate in one piece with it.

De façon générale, et en fonction du type de noyau (soluble ou amovible) retenu pour la formation de la cavité, de la géométrie de la cavité, et du besoin de raidisseurs ou longerons, il sera possible de réaliser la densification de ceux-ci en même temps que celle de la préforme de la pièce à réaliser, au lieu de réaliser ces sous-composants lors d’injections distinctes préalables.In general, and depending on the type of core (soluble or removable) chosen for the formation of the cavity, the geometry of the cavity, and the need for stiffeners or spars, it will be possible to carry out the densification of these at the same time as that of the preform of the part to be produced, instead of producing these sub-components during separate prior injections.

Typiquement, tous les textiles tissés pourront comprendre un entrelacement de fils divisés en deux catégories : les " fils de chaîne ", qui sont des fils parallèles aux lisières du tissu, et les " fils de trame " qui sont des fils perpendiculaires aux fils de chaîne et entrecroisés avec eux, selon un schéma dénommé " armure ", l'armure la plus simple consistant en une alternance dans laquelle chaque fil de trame passe successivement au-dessus et en-dessous d'un fil de chaîne, avec un décalage d'une trame à l'autre (solution dite " armure toile ") .Typically, all woven textiles may include an interweaving of threads divided into two categories: "warp threads", which are threads parallel to the edges of the fabric, and "weft threads" which are threads perpendicular to the warp threads. and interwoven with them, according to a pattern called "weave", the simplest weave consisting of an alternation in which each weft thread passes successively above and below a warp thread, with an offset of one weft to another (so-called “plain weave” solution).

Prévoir par ailleurs que tissage de la pièce intégrant la cavité comprenne une déliaison facilitera la formation de la cavité, ou logement, à l'intérieur de la structure fibreuse devant former ladite pièce composite tissée.Furthermore, providing that the weaving of the part integrating the cavity includes unbinding will facilitate the formation of the cavity, or housing, inside the fibrous structure intended to form said woven composite part.

Pour la mise en place de la pâte expansive dans la cavité, deux possibilités s’offrent :
- soit l’introduction de la pâte directement dans la cavité, au contact de la paroi qui limite la cavité,
- soit la mise en place d’une (autre) membrane souple ou vessie souple creuse dans la cavité, la pâte expansive étant contenue (après y avoir été introduite) dans cette (autre) membrane souple ou vessie souple, ladite (autre) membrane souple ou vessie souple formant interface entre la pièce composite et la pâte, puis la mousse expansée, et étant maintenue en place dans le moule définitivement. Ainsi, on pourrait faciliter la manutention de la pâte expansive et limiter les risques de fuites.
For placing the expanding paste in the cavity, two possibilities are available:
- either the introduction of the paste directly into the cavity, in contact with the wall which limits the cavity,
- either the installation of a (other) flexible membrane or hollow flexible bladder in the cavity, the expansive paste being contained (after having been introduced) in this (other) flexible membrane or flexible bladder, said (other) membrane flexible or flexible bladder forming an interface between the composite part and the paste, then the expanded foam, and being permanently held in place in the mold. This could make it easier to handle the expanding paste and limit the risk of leaks.

Outre une simplicité de mise en œuvre et une fabrication possible en assez grande série, les avantages des différents aspects du procédé qui vient d’être présenté sont ceux de la pièce, elle-même déjà présentée.In addition to simplicity of implementation and possible manufacturing in fairly large series, the advantages of the different aspects of the process which has just been presented are those of the part, itself already presented.

Pour là aussi les avantages déjà cités, il est proposé ce qui suit, à titre de modes de réalisation qui peuvent être mis en œuvre de manière optionnelle, indépendamment ou en combinaison, en tout ou partie, selon le cas :
- la cavité a un fond et une ouverture, et la mise en place de la pâte expansive comprend son introduction au fond de la cavité afin que la pâte expansive s’expanse du fond vers l’ouverture,
- on met en place de la pâte expansive dans la cavité, après avoir sélectionné comme pâte expansive un polymère expansible dont un dégagement gazeux lors d’une réaction de polyaddition formera ledit matériau alvéolé, qui sera alors dense dans la cavité (processus bien maîtrisé et reproductible en série),
- on sélectionne comme polymère expansible du polyuréthane dont le dégagement de CO2 lors de la réaction de polyaddition forme ledit matériau alvéolé dense (processus bien maîtrisé reproductible en série et pâte initiale sans difficulté d’approvisionnement).
For here also the advantages already mentioned, the following is proposed, as embodiments which can be implemented optionally, independently or in combination, in whole or in part, as the case may be:
- the cavity has a bottom and an opening, and the placement of the expanding paste includes its introduction to the bottom of the cavity so that the expanding paste expands from the bottom towards the opening,
- expanding paste is placed in the cavity, after having selected as expanding paste an expandable polymer whose gas release during a polyaddition reaction will form said cellular material, which will then be dense in the cavity (well-controlled process and reproducible in series),
- polyurethane is selected as the expandable polymer, the release of CO2 during the polyaddition reaction forming said dense honeycomb material (well-controlled process reproducible in series and initial paste without difficulty in supply).

« Dense » a pour sens remplissant uniformément et complètement la cavité en ayant une masse volumique suffisamment élevée pour garantir de bonne performance mécanique de la mousse par rapport à ses fonctions détaillées précédemment. Cette densité reste néanmoins nettement plus faible que les autres matériaux constitutifs de l’aubage, et préférentiellement supérieure à 50 kg/ m3,,voire comprise entre 100 kg/m3et 300 kg/m3 “Dense” means uniformly and completely filling the cavity with a sufficiently high density to guarantee good mechanical performance of the foam in relation to its functions detailed previously. This density nevertheless remains significantly lower than the other materials constituting the blade, and preferably greater than 50 kg/m 3, or even between 100 kg/m 3 and 300 kg/m 3

Comme on l’aura compris, le procédé présenté, avec tout ou partie de ses caractéristiques, permettra de fabriquer comme pièce notamment une préforme d’aube pour turbomachine aéronautique.As will be understood, the process presented, with all or part of its characteristics, will make it possible to manufacture as a part in particular a blade preform for an aeronautical turbomachine.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non limitatifs, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
est une vue schématique d'une aube conformément à un mode de réalisation de l'invention,
est une coupe transversale de l'aube de la selon le plan de coupe A de la ;
est une coupe transversale de l'aube de la selon le plan de coupe B de la ;
est une coupe transversale de l'aube de la selon le plan de coupe C de la ;
est une coupe longitudinale de l'aube de la selon le plan de coupe D de la ;
est une coupe longitudinale de l'aube de la selon le plan de coupe E de la ;
est une coupe longitudinale de l'aube de la selon le plan de coupe F de la ;
est une vue schématique en perspective de l'ébauche de structure fibreuse après découpe des fils flottés extérieurs ;
est une vue schématique en perspective de l'ébauche de structure fibreuse après découpe des fils flottés présents sur la portion de longeron de l'ébauche ;
est une vue schématique en perspective de la structure fibreuse obtenue, ainsi que sa mise en forme avec des pièces de conformation
schématise une variante de l'aube de la , dans un état où la pièce est encore uniquement fibreuse, à l’état de préforme;
est une coupe transversale de l'aube de la , selon le plan de coupe H ;
,
,
,
et
schématisent des étapes successives de fabrication, dans un moule d’injection, d’une pièce creuse fibreuse, ces étapes consistant en une densification qui peut être celle de la préforme de la ,
schématise, selon la même coupe, l’état de la pièce de la après ladite densification et apport, dans la cavité préservée de ladite pièce creuse, d’une mousse expansive ;
schématise, selon encore la même coupe, un état préparatoire à l’apport de ladite mousse expansive dans la cavité, selon une variante, et
schématise, selon toujours la même coupe, l’état de la pièce de la après apport de la mousse expansive dans la vessie placée dans la cavité à l’étape de la .
Other characteristics, details and advantages of the invention will appear on reading the detailed description below of non-limiting examples of embodiment, and on analysis of the appended drawings, in which:
is a schematic view of a blade in accordance with one embodiment of the invention,
is a cross section of the blade of the according to section plane A of the ;
is a cross section of the blade of the according to section plane B of the ;
is a cross section of the blade of the according to section plane C of the ;
is a longitudinal section of the blade of the according to cutting plane D of the ;
is a longitudinal section of the blade of the according to section plane E of the ;
is a longitudinal section of the blade of the according to the cutting plane F of the ;
is a schematic perspective view of the fibrous structure blank after cutting the external floated wires;
is a schematic perspective view of the fibrous structure blank after cutting the floated wires present on the spar portion of the blank;
is a schematic perspective view of the fibrous structure obtained, as well as its shaping with conforming parts
schematizes a variant of the dawn of the , in a state where the part is still only fibrous, in the preform state;
is a cross section of the blade of the , according to the section plane H;
,
,
,
And
schematize successive stages of manufacturing, in an injection mold, a fibrous hollow part, these stages consisting of a densification which can be that of the preform of the ,
schematizes, according to the same section, the state of the part of the after said densification and addition, into the preserved cavity of said hollow part, of an expansive foam;
schematizes, again in the same section, a preparatory state for the supply of said expansive foam into the cavity, according to a variant, and
schematizes, always using the same cut, the state of the part of the after adding the expanding foam into the bladder placed in the cavity at the stage of .

Les dessins et la description ci-après contiennent des éléments pouvant non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.The drawings and the description below contain elements which may not only serve to better understand the present invention, but also contribute to its definition, where appropriate.

L'invention s'applique d'une manière générale à la réalisation de différentes pièces, en particulier donc des aubes ou pales d'hélice utilisées dans des moteurs d'aéronefs. Une aube selon l'invention pourra notamment constituer une aube pour roue mobile carénée telles qu’une aube de soufflante ou une aube pour roue mobile non carénées comme dans les moteurs aéronautiques dits « open rotor ».The invention applies generally to the production of different parts, in particular blades or propeller blades used in aircraft engines. A blade according to the invention may in particular constitute a blade for a ducted moving wheel such as a fan blade or a blade for a non-ducted moving wheel as in so-called “open rotor” aeronautical engines.

La représente une aube 10 destinée à être fixée sur une turbomachine aéronautique.There represents a blade 10 intended to be fixed on an aeronautical turbomachine.

Comme toute aube (ou pale d'hélice) aéronautique ici concernée, l’aube 10 présente un bord, ou extrémité, libre 11d et, à l’opposé, un pied 12 par lequel l’aube est fixée à un disque 101 de rotor de la turbomachine.Like any aeronautical blade (or propeller blade) concerned here, the blade 10 has a free edge, or end 11d and, opposite, a foot 12 by which the blade is fixed to a rotor disk 101 of the turbomachine.

Plus précisément, l’aube 10 comprend un profil aérodynamique 11 destinée à former la partie aérodynamique de l‘aube et un pied 12 formé par une partie de plus forte épaisseur, par exemple à section en forme de bulbe. Une échasse 13 peut être interposée entre le pied 12 et le profil aérodynamique 11. La structure à profil aérodynamique 11 présente en section transversale un profil incurvé d'épaisseur variable entre son bord d'attaque 11a et son bord de fuite 11b suivant une direction DT transversale à la direction DL longitudinale, ou d’allongement, de l’aube. Suivant la direction longitudinale DL, le profil aérodynamique 11 s'étend, entre un bord de pied 11c (ou bord de fixation au disque 101 de rotor) et un bord libre (ou bord de sommet) 11d. Le pied 12 s'étend suivant la direction transversale DT sur une longueur inférieure à la longueur du bord de pied 11c du profil aérodynamique 11.More precisely, the blade 10 comprises an aerodynamic profile 11 intended to form the aerodynamic part of the blade and a foot 12 formed by a part of greater thickness, for example with a bulb-shaped section. A stilt 13 can be interposed between the foot 12 and the aerodynamic profile 11. The aerodynamic profile structure 11 has in cross section a curved profile of variable thickness between its leading edge 11a and its trailing edge 11b in a direction DT transverse to the longitudinal direction DL, or elongation, of the blade. Along the longitudinal direction DL, the aerodynamic profile 11 extends between a root edge 11c (or edge of attachment to the rotor disc 101) and a free edge (or apex edge) 11d. The foot 12 extends in the transverse direction DT over a length less than the length of the foot edge 11c of the aerodynamic profile 11.

Comme représentée sur les figures 1 à 7, l'aube 10 comprend un renfort fibreux, repéré 20 sur certaines figures et densifié par une matrice en résine. Le renfort fibreux 20 comprend en une seule pièce :
- une structure à profil aérodynamique 21 destinée à former le profil aérodynamique de l'aube 10,
- une portion de longeron 22 s'étendant à l'intérieur de la structure à profil aérodynamique 21,
- une portion renflée 24 formant le pied d'aube 12 s'étendant dans le prolongement de la portion de longeron 22 à l'extérieur de la structure à profil aérodynamique 21.
As shown in Figures 1 to 7, the blade 10 comprises a fibrous reinforcement, marked 20 in certain figures and densified by a resin matrix. The fibrous reinforcement 20 comprises in a single piece:
- an aerodynamic profile structure 21 intended to form the aerodynamic profile of the blade 10,
- a spar portion 22 extending inside the aerodynamic profile structure 21,
- a swollen portion 24 forming the blade root 12 extending in the extension of the spar portion 22 outside the aerodynamic profile structure 21.

La portion de longeron 22 peut présenter, d’une seule pièce :
- une partie 22a s'étendant à l'intérieur de la structure à profil aérodynamique 21, et
- une partie 22b située à l'extérieur de la structure à profil aérodynamique 21 et formant à la fois la portion renflée 24 et, si elle existe, l'échasse 13 de l'aube 10.
The spar portion 22 can present, in one piece:
- a part 22a extending inside the aerodynamic profile structure 21, and
- a part 22b located outside the aerodynamic profile structure 21 and forming both the swollen portion 24 and, if it exists, the stilt 13 of the blade 10.

Le renfort fibreux 20 comprend principalement des première et deuxième parties 25 et 26 séparées l'une l'autre par une zone intermédiaire 27. La première partie 25 délimite une zone de déliaison(s) Zd à l'intérieur de la structure profil aérodynamique 21, la zone de déliaison s'étendant entre la zone intermédiaire 27 et le bord de pied 21c de la structure à profil aérodynamique 21 correspondant du bord de pied 11c du profil aérodynamique 11 suivant la direction longitudinal DL et entre les bords avant et arrière 21a et 21b de la structure à profil aérodynamique 21 correspondant respectivement au bord d'attaque 11a et au bord de fuite 11b du profil aérodynamique 11 suivant la direction transversale DT. La première partie 25 comprend des première et deuxième peaux 28 et 29 déliées l'une par rapport à l'autre et déliées de la portion de longeron 22, les première et deuxième peaux 28 et 29 s'étendant entre les bords avant et arrière 21a et 21b de la structure à profil aérodynamique 21 suivant la direction transversale et entre la zone intermédiaire 27 et le bord de pied 21c de la structure à profil aérodynamique 21 suivant la direction longitudinal, les peaux 28 et 29 enserrant la portion de longeron 22. Les première et deuxièmes peaux 28 et 29 délimitent à l'intérieur de la structure à profil aérodynamique 21 des premier et deuxième logements 30 et 31 présents respectivement d'un côté et de l'autre de la portion de longeron 22 suivant la direction transversale, les premier et deuxième logements 30 et 31 débouchant au niveau bord de pied 21c de la structure à profil aérodynamique 21. Un premier élément de conformation 40 est présent dans le premier logement 30. De même, un deuxième élément de conformation 41 est présent dans le deuxième logement 31.The fibrous reinforcement 20 mainly comprises first and second parts 25 and 26 separated from each other by an intermediate zone 27. The first part 25 delimits a debonding zone(s) Zd inside the aerodynamic profile structure 21 , the delinking zone extending between the intermediate zone 27 and the foot edge 21c of the aerodynamic profile structure 21 corresponding to the foot edge 11c of the aerodynamic profile 11 in the longitudinal direction DL and between the front and rear edges 21a and 21b of the aerodynamic profile structure 21 corresponding respectively to the leading edge 11a and the trailing edge 11b of the aerodynamic profile 11 in the transverse direction DT. The first part 25 comprises first and second skins 28 and 29 untied relative to each other and untied from the spar portion 22, the first and second skins 28 and 29 extending between the front and rear edges 21a and 21b of the aerodynamic profile structure 21 in the transverse direction and between the intermediate zone 27 and the foot edge 21c of the aerodynamic profile structure 21 in the longitudinal direction, the skins 28 and 29 enclosing the spar portion 22. The first and second skins 28 and 29 delimit inside the aerodynamic profile structure 21 the first and second housings 30 and 31 present respectively on one side and the other of the spar portion 22 in the transverse direction, the first and second housings 30 and 31 opening out at the foot edge 21c of the aerodynamic profile structure 21. A first conforming element 40 is present in the first housing 30. Likewise, a second conforming element 41 is present in the second housing 31.

Souvent, les éléments de conformation, tels que 40,41, sont dénommés « noyaux », dans la technique ; voir ci-après.Often, conformational elements, such as 40,41, are referred to in the art as "cores"; see below.

Les éléments de conformation, tels que 40,41, ou les noyaux, pourront typiquement être formés chacun d’un bloc solide, typiquement un élément en mousse rigide réalisé par moulage ou par usinage dans un bloc de matériau. Chacun est soluble dans la cavité ou amovible (retirable de la cavité).The conformation elements, such as 40,41, or the cores, can typically each be formed from a solid block, typically a rigid foam element produced by molding or by machining in a block of material. Each is soluble in the cavity or removable (removable from the cavity).

En alternative à la portion de longeron 22, un insert 300 (pouvant être défini comme insert de renfort ou raidisseur) pourrait s'étendre à l'intérieur d’une structure à profil aérodynamique où il serait alors temporairement entouré par un élément de conformation ou une membrane sous pression occupant le volume restant de la cavité 230’, autour de l’insert 300, suivant une réalisation qui serait par exemple conforme aux illustrations schématisées figures 11 à 17.As an alternative to the spar portion 22, an insert 300 (which can be defined as a reinforcing insert or stiffener) could extend inside an aerodynamic profile structure where it would then be temporarily surrounded by a conformation element or a membrane under pressure occupying the remaining volume of the cavity 230', around the insert 300, according to an embodiment which would for example conform to the schematic illustrations in Figures 11 to 17.

La partie 22a et la portion renflée 24, ou la partie 22b, pourraient se présenter comme un tel insert, correspondant à l’insert 300.Part 22a and the swollen portion 24, or part 22b, could appear as such an insert, corresponding to insert 300.

Dans cette solution :
- l'aube 10 devient l’aube ou pale 10’,
- le renfort fibreux 20 en matériau tissé 3D demeure ; il change juste de repère : 20’,
- la portion de longeron 22 est donc remplacée par au moins un insert ou raidisseur, tel que celui 300, tissé 3D et réalisé à terme dans le même matériau composite (résine + fibres) que la structure fibreuse 200’ s’il n’est pas (ce qui est possible) métallique, voire co-tissé avec elle,
- les premier et deuxième logements 30, 31 peuvent être maintenus ou remplacés par un logement unique défini ci-après par la cavité 230’ qui s’étend à l'intérieur du profil aérodynamique 11’.
In this solution:
- blade 10 becomes blade or blade 10',
- the fibrous reinforcement 20 in 3D woven material remains; he just changes reference point: 20',
- the spar portion 22 is therefore replaced by at least one insert or stiffener, such as that 300, 3D woven and ultimately made from the same composite material (resin + fibers) as the fibrous structure 200' if it is not not (which is possible) metallic, or even co-woven with it,
- the first and second housings 30, 31 can be maintained or replaced by a single housing defined below by the cavity 230' which extends inside the aerodynamic profile 11'.

Applicable notamment dans ces deux cas et comme illustré dans l’exemple des figures 8 à 10, le procédé de fabrication d'une pièce aéronautique selon l'invention comprend la réalisation d'une structure fibreuse, non encore imprégnée de résine, telle que l’ébauche de structure fibreuse 100 destinée à former la préforme fibreuse de la pièce à réaliser.Applicable in particular in these two cases and as illustrated in the example of Figures 8 to 10, the method of manufacturing an aeronautical part according to the invention comprises the production of a fibrous structure, not yet impregnated with resin, such as blank of fibrous structure 100 intended to form the fibrous preform of the part to be produced.

L'ébauche de structure fibreuse 100 est obtenue par tissage tridimensionnel (3D) réalisé de façon connue au moyen d'un métier à tisser qui peut être de type jacquard sur lequel on a disposé un faisceau de fils de chaînes ou torons en une pluralité de couches de plusieurs centaines de fils chacune, les fils de chaînes étant liés par des fils de trame. L'ébauche de structure fibreuse 100 est tissée en une seule pièce. L'ébauche comprend, dans d’exemple, une ébauche de profil aérodynamique 111, une ébauche de portion de longeron 122 et une ébauche de portion renflée 112, l'ébauche de portion de longeron 122 s'étendant à l'intérieur de l'ébauche de structure fibreuse 100 en retrait des bords avant et arrière 100a et 100b suivant la direction transversale DT et, suivant la direction longitudinale DL, entre une zone intermédiaire 103 située entre les parties respectivement de pied et libre (ou de sommet ),100c et 100d de l'ébauche de structure fibreuse, l'ébauche de portion renflée 112 s'étendant dans le prolongement de l'ébauche de portion de longeron 122.The fibrous structure blank 100 is obtained by three-dimensional (3D) weaving carried out in a known manner using a loom which can be of the jacquard type on which a bundle of warp threads or strands has been arranged in a plurality of layers of several hundred threads each, the warp threads being linked by weft threads. The fibrous structure blank 100 is woven in a single piece. The blank comprises, in example, an aerodynamic profile blank 111, a spar portion blank 122 and a bulged portion blank 112, the spar portion blank 122 extending inside the blank of fibrous structure 100 set back from the front and rear edges 100a and 100b in the transverse direction DT and, in the longitudinal direction DL, between an intermediate zone 103 located between the respectively foot and free (or vertex) parts, 100c and 100d of the fibrous structure blank, the swollen portion blank 112 extending in the extension of the spar portion blank 122.

Dans l'exemple illustré, le tissage 3D est un tissage à armure "interlock". Par tissage "interlock", on entend ici une armure de tissage dans laquelle chaque couche de fils de trame lie plusieurs couches de fils de chaîne avec tous les fils d'une même colonne de trame ayant le même mouvement dans le plan de l'armure.In the example illustrated, the 3D weave is an “interlock” weave weave. By "interlock" weaving, we mean here a weaving weave in which each layer of weft threads links several layers of warp threads with all the threads of the same weft column having the same movement in the plane of the weave .

D'autres types de tissage, notamment tridimensionnels, connus pourront être utilisés, comme notamment ceux décrits dans le document WO 2006/136755. Ce document décrit notamment la réalisation par tissage en une seule pièce de structures fibreuses de renfort pour des pièces telles que des aubes ayant un premier type d'armure à cœur et un deuxième type d'armure en peau qui permettent de conférer à la fois les propriétés mécaniques et aérodynamiques attendues pour ce type de pièce.Other known types of weaving, in particular three-dimensional, may be used, such as those described in document WO 2006/136755. This document describes in particular the production by weaving in a single piece of fibrous reinforcing structures for parts such as blades having a first type of core armor and a second type of skin armor which makes it possible to confer both the mechanical and aerodynamic properties expected for this type of part.

L'ébauche fibreuse selon l'invention peut être tissée notamment à partir de fils de fibres de carbone ou de céramique tel que du carbure de silicium.The fibrous blank according to the invention can be woven in particular from carbon or ceramic fiber threads such as silicon carbide.

Au fur et à mesure du tissage de l'ébauche fibreuse dont l'épaisseur et la largeur peuvent varier, comme dans l’exemple, un certain nombre de fils de chaîne peuvent donc n’être pas tissés, ce qui permet de définir le contour et l'épaisseur voulue, continûment variable, de l'ébauche 100.As the fibrous blank is weaved, the thickness and width of which can vary, as in the example, a certain number of warp threads can therefore not be woven, which makes it possible to define the contour and the desired thickness, continuously variable, of the blank 100.

En outre, lors du tissage de l'ébauche fibreuse, une déliaison 110 peut être réalisée à l'intérieur de l'ébauche fibreuse entre des couches successives de fils de chaîne et sur une zone de déliaison(s) Zd.Furthermore, during weaving of the fibrous blank, an unbinding 110 can be produced inside the fibrous blank between successive layers of warp threads and on an unbinding zone(s) Zd.

Dans la direction DL, une zone de liaison Zl dans l'ébauche fibreuse prolonge la zone de déliaison(s) Zd, de sorte que, si H11 est la longueur du profil aérodynamique 11, H11 = Zl + Zd.In the direction DL, a connection zone Zl in the fibrous blank extends the debonding zone(s) Zd, so that, if H11 is the length of the aerodynamic profile 11, H11 = Zl + Zd.

Plus précisément, dans l’exemple (voir ), la déliaison 110 s'étend entre une zone intermédiaire 103 et le bord de pied 100c de l'ébauche de structure fibreuse 100 suivant la direction longitudinale DL et entre les bords avant et arrière 100a et 100b de l'ébauche de structure fibreuse 100 suivant la direction transversale DT. La déliaison 110 sépare des première et deuxième portions présentes de part et d'autre de l'ébauche de portion de longeron 122 de manière à former des première et deuxième ébauches de peaux 104 et 105 déliées l'une par rapport à l'autre. Les première et deuxième ébauches peaux 104 et 105 s'étendent entre les bords avant et arrière 100a et 100b de l'ébauche de structure fibreuse 100 suivant la direction transversale DT et entre la zone intermédiaire 103 et le bord de pied 100c de l'ébauche de structure fibreuse suivant la direction longitudinale. Les ébauches de peaux 104 et 105 enserrent l'ébauche de portion de longeron 122 et l'ébauche de portion renflée 112. Les première et deuxièmes ébauches de peaux délimitent à l'intérieur de l'ébauche de structure fibreuse 100 des premier et deuxième logements 130 et 131 présents respectivement d'un côté et de l'autre de l'ébauche de portion de longeron 122 suivant la direction transversale DT.More precisely, in the example (see ), the separation 110 extends between an intermediate zone 103 and the foot edge 100c of the fibrous structure blank 100 in the longitudinal direction DL and between the front and rear edges 100a and 100b of the fibrous structure blank 100 following the transverse direction DT. The unbinding 110 separates first and second portions present on either side of the spar portion blank 122 so as to form first and second skin blanks 104 and 105 unbound relative to each other. The first and second skin blanks 104 and 105 extend between the front and rear edges 100a and 100b of the fibrous structure blank 100 in the transverse direction DT and between the intermediate zone 103 and the root edge 100c of the blank of fibrous structure in the longitudinal direction. The skin blanks 104 and 105 enclose the spar portion blank 122 and the swollen portion blank 112. The first and second skin blanks delimit, inside the fibrous structure blank 100, the first and second housings 130 and 131 present respectively on one side and the other of the spar portion blank 122 in the transverse direction DT.

Une fois l'ébauche de structure fibreuse 100 tissé, on procède à la découpe, par exemple au jet d'eau, des fils flottés présents à l'extérieur de la masse tissée de manière à définir le contour extérieur d'une structure fibreuse comme illustré sur la , à titre d’exemple. On découpe aussi des fils flottés présents sur les ébauches de peaux 104 et 105 au niveau de la partie inférieure de l'ébauche de structure fibreuse de manière à dégager l'ébauche de portion renflée 112 ainsi qu'une partie de l'ébauche de portion de longeron 122 destinée à former ultérieurement une échasse d'aube. On procède également à la découpe des fils flottés présents autour de l'ébauche de portion de longeron 122 et de l'ébauche de portion renflée 112 en soulevant les ébauches de peaux 104 et 105 comme représenté sur la , à titre d’exemple. A cet effet, des première et deuxième fentes 107 et 108 sont formées entre les ébauches de peaux 104 et 105.Once the fibrous structure blank 100 is woven, the floated threads present outside the woven mass are cut, for example by water jet, so as to define the exterior contour of a fibrous structure as illustrated on the , for exemple. We also cut the floated threads present on the skin blanks 104 and 105 at the level of the lower part of the fibrous structure blank so as to release the bulged portion blank 112 as well as part of the portion blank of spar 122 intended to subsequently form a blade stilt. We also proceed to cut the floated wires present around the spar portion blank 122 and the swollen portion blank 112 by lifting the skin blanks 104 and 105 as shown in the figure. , for exemple. For this purpose, first and second slots 107 and 108 are formed between the skin blanks 104 and 105.

On obtient alors, comme illustrée sur la à titre d’exemple, une structure fibreuse 200 tissée en une seule pièce et ayant, dans d’exemple, un profil aérodynamique 211, une portion de longeron 222 et une portion renflée 212, le profil aérodynamique 211 s'étendant dans la direction longitudinale DL entre une extrémité inférieure 211c et une extrémité supérieure 211d et dans la direction transversale DT entre un bord d’attaque 211a et un bord de fuite 211b. La structure fibreuse 200 comporte une zone de déliaison(s) Zd s'étendant entre les bords d’attaque et de fuite 211a et 211b du profil aérodynamique 211 suivant la direction transversale DT et entre une partie intermédiaire 203 et le bord de pied 211c du profil aérodynamique 211 suivant la direction longitudinale DL. La portion de longeron 222 s'étend à l'intérieur du profil aérodynamique 211 au niveau de la zone de déliaison(s) Zd en retrait des bords d’attaque et de fuite 211a et 211b suivant la direction transversale DT et, suivant la direction longitudinale DL, entre une partie intermédiaire 203 située entre les bords inférieur et supérieur 211c et 211d du profil aérodynamique 211 et le bord de pied 211c dudit profil aérodynamique au niveau duquel la portion de longeron 222 débouche. La portion renflée 212 s'étend dans le prolongement de la portion de longeron 222 à l'extérieur du profil aérodynamique 211, la portion renflée 212 s'étendant suivant la direction transversale DT sur une longueur L212 inférieure à la longueur L211 du bord de pied 211c du profil aérodynamique. La portion renflée 212 est destinée à former ultérieurement le pied d'aube 12. Le profil aérodynamique 211 comporte au niveau de la zone de déliaison(s) Zd des première et deuxième peaux 228 et 229 déliées l'une par rapport à l'autre, les première et deuxième peaux s'étendant entre les bords d’attaque et de fuite 211a et 211b du profil aérodynamique suivant la direction transversale DT et entre la partie intermédiaire 203 et le bord de pied 211c du profil aérodynamique suivant la direction longitudinal DL, les peaux 228 et 229 enserrant la portion de longeron 222.We then obtain, as illustrated in the by way of example, a fibrous structure 200 woven in a single piece and having, in example, an aerodynamic profile 211, a spar portion 222 and a bulged portion 212, the aerodynamic profile 211 extending in the longitudinal direction DL between a lower end 211c and an upper end 211d and in the transverse direction DT between a leading edge 211a and a trailing edge 211b. The fibrous structure 200 comprises a zone of debonding(s) Zd extending between the leading and trailing edges 211a and 211b of the aerodynamic profile 211 in the transverse direction DT and between an intermediate part 203 and the root edge 211c of the aerodynamic profile 211 following the longitudinal direction DL. The spar portion 222 extends inside the aerodynamic profile 211 at the level of the unlinking zone(s) Zd set back from the leading and trailing edges 211a and 211b in the transverse direction DT and, in the direction longitudinal DL, between an intermediate part 203 located between the lower and upper edges 211c and 211d of the aerodynamic profile 211 and the root edge 211c of said aerodynamic profile at which the spar portion 222 opens. The bulged portion 212 extends in the extension of the spar portion 222 outside the aerodynamic profile 211, the bulged portion 212 extending in the transverse direction DT over a length L212 less than the length L211 of the foot edge 211c of the aerodynamic profile. The swollen portion 212 is intended to subsequently form the blade root 12. The aerodynamic profile 211 comprises, at the level of the unbinding zone(s) Zd, first and second skins 228 and 229 unbound relative to each other. , the first and second skins extending between the leading and trailing edges 211a and 211b of the aerodynamic profile in the transverse direction DT and between the intermediate part 203 and the root edge 211c of the aerodynamic profile in the longitudinal direction DL, the skins 228 and 229 enclosing the spar portion 222.

Les première et deuxièmes peaux 228 et 229 délimitent, à l'intérieur du profil aérodynamique, au moins une cavité 230 qui, dans l’exemple, est définie par des premier et deuxième logements 231a et 231b présents respectivement d'un côté et de l'autre de la portion de longeron 222 suivant la direction transversale. La cavité 230, et donc les premier et deuxième logements 231a et 231b dans l’exemple, débouche(nt) à l’extérieur. Le débouché est, dans l’exemple, situé à l'extrémité inférieure du profil aérodynamique 211.The first and second skins 228 and 229 delimit, inside the aerodynamic profile, at least one cavity 230 which, in the example, is defined by first and second housings 231a and 231b present respectively on one side and the the other of the spar portion 222 in the transverse direction. The cavity 230, and therefore the first and second housings 231a and 231b in the example, open(s) to the outside. The outlet is, in the example, located at the lower end of the aerodynamic profile 211.

Dans l’alternative associant un insert 300 qui peut donc être métallique, comme dans l’exemple de pièce des figures 11, 12, c’est donc l’insert 300 qui remplace la portion renflée 212 et la partie 222.In the alternative combining an insert 300 which can therefore be metallic, as in the example of part in Figures 11, 12, it is therefore the insert 300 which replaces the bulging portion 212 and the part 222.

Ainsi, dans chaque situation de tissage de pièce réalisée, en fin du processus de fabrication, en matériau composite (résine + fibres), comme notamment dans l'ébauche de structure fibreuse 100 tissé et dans la structure fibreuse 200 tissée, on aura, en fin du processus, intégré en une seule pièce une cavité 230 ou 230’ à la structure tissée.Thus, in each situation of weaving of a part produced, at the end of the manufacturing process, in composite material (resin + fibers), as in particular in the blank of woven fibrous structure 100 and in the woven fibrous structure 200, we will have, in end of the process, integrated in a single piece a cavity 230 or 230' into the woven structure.

En outre, avec ces exemples de possible longeron intégré prolongé par un pied 12, ou de possible insert de renfort 300 formant raidisseur ou longeron éventuel, on a pu :
- renforcer la pièce tissée, à l’endroit de sa cavité 230 ou 230’,
- lui adjoindre ou lui intégrer un pied d’aube 12, si nécessaire,
- et ceci avec un insert 300 qui pourra être monobloc avec la structure fibreuse tissée, ou rapportée dans sa cavité, telle que 230’ dans l’exemple.
Furthermore, with these examples of a possible integrated spar extended by a foot 12, or of a possible reinforcing insert 300 forming a possible stiffener or spar, we were able to:
- reinforce the woven part, at the location of its cavity 230 or 230',
- add or integrate a blade root 12, if necessary,
- and this with an insert 300 which could be in one piece with the woven fibrous structure, or attached to its cavity, such as 230' in the example.

En d’autres termes, l’insert 300 :
- soit aura été fabriqué à part (en un matériau adapté, tel qu’un métal, ou tissé, et ce en deux ou trois dimensions) de façon à définir un raidisseur, avec ou sans pied 12, pour la pièce présentant la cavité, telle que 230’ dans l’exemple, puis inséré dans cette cavité, après donc que l’on ait tissé la préforme souhaitée, 200’ dans l’exemple,
- soit aura été intégré d’une seule pièce avec ladite préforme, le tissage de la pièce (200’ dans l’exemple) intégrant la cavité comprenant donc un co-tissage d’un tel raidisseur ; l’insert repéré 300’ simule et schématise cette hypothèse de préforme tissée sèche permettant la formation d’un raidisseur après injection de la résine dans le moule (voir ci-après).
In other words, the insert 300:
- either will have been manufactured separately (in a suitable material, such as metal, or woven, and in two or three dimensions) so as to define a stiffener, with or without foot 12, for the part presenting the cavity, such as 230' in the example, then inserted into this cavity, after having woven the desired preform, 200' in the example,
- either will have been integrated in a single piece with said preform, the weaving of the part (200' in the example) integrating the cavity therefore comprising a co-weaving of such a stiffener; the insert marked 300' simulates and schematizes this hypothesis of a dry woven preform allowing the formation of a stiffener after injection of the resin into the mold (see below).

Dans le second cas, le co-tissage de l’insert de renfort, tel que 300’, avec la structure fibreuse tissée pourra s’opérer comme celui de l'ébauche de structure fibreuse 100, de même dans le second cas pour le tissage indépendant de l’insert de renfort 300, mais sans la cavité.In the second case, the co-weaving of the reinforcing insert, such as 300', with the woven fibrous structure can be carried out like that of the fibrous structure blank 100, likewise in the second case for the weaving independent of the reinforcing insert 300, but without the cavity.

La conformation de la structure fibreuse 200 (permettant d’obtenir la préforme d'aube précitée, dans l’exemple) va alors se poursuivre :
- par l’introduction d’au moins un élément de conformation dans la ou chaque cavité précitée,
- et par la mise en place de la pièce, à savoir la structure fibreuse tissée 200 ou 200’ dans l’exemple, dans une première partie 301 d’un moule 310 d’injection de la pièce concernée (voir figures 13, 14 selon un exemple).
The conformation of the fibrous structure 200 (making it possible to obtain the aforementioned blade preform, in the example) will then continue:
- by the introduction of at least one conformation element into the or each aforementioned cavity,
- and by placing the part, namely the woven fibrous structure 200 or 200' in the example, in a first part 301 of an injection mold 310 of the part concerned (see Figures 13, 14 according to an example).

La partie d’empreinte en creux de la pièce concernée dans la première partie 301 du moule 310 d’injection est repérée 330 .The hollow impression part of the part concerned in the first part 301 of the injection mold 310 is marked 330 .

A titre d’exemple, les figures 13 à 17 visent à aider à la compréhension de la partie du procédé relative au moulage de la pièce par injection de la résine 60 au cœur des fibres de la structure fibreuse, telle que celle 200’ dans l’exemple.By way of example, Figures 13 to 17 aim to help understand the part of the process relating to the molding of the part by injection of the resin 60 into the heart of the fibers of the fibrous structure, such as that 200' in the 'example.

Ainsi, c’est d’abord dans la partie d’empreinte 330 que l’on vient placer la structure fibreuse, telle que 200’ dans l’exemple ; voir exemple .Thus, it is first in the impression part 330 that the fibrous structure is placed, such as 200' in the example; see example .

On peut alors insérer dans la cavité, telle que celle 230’ dans l’exemple, le(s) noyau(x) et/ou membrane souple et/ou insert(s) et/ou raidisseur(s) et/ou longeron(s) éventuel(s) 300 qui conviennent.It is then possible to insert into the cavity, such as that 230' in the example, the core(s) and/or flexible membrane and/or insert(s) and/or stiffener(s) and/or spar ( s) possible 300 which are suitable.

Sur la , on a figuré la présence d’un raidisseur 300 composite ou métallique fabriqué précédemment, ou, en alternative, d’une préforme tissée sèche permettant la formation d’un raidisseur après injection de la résine 60, cette préforme tissée sèche pouvant donc avoir été co-tissée avec le reste de la structure fibreuse tissée (repère 300’).On the , we have shown the presence of a composite or metallic stiffener 300 manufactured previously, or, alternatively, of a dry woven preform allowing the formation of a stiffener after injection of the resin 60, this dry woven preform may therefore have been co-woven with the rest of the woven fibrous structure (marker 300').

A cela s’ajoute l’insertion dans la ou chaque cavité précitée, telle que 230’ dans l’exemple, d’au moins un noyau soluble ou noyau amovible (voir repères 40,41 ) ou d’une membrane souple 430’ mise sous pression, dans la cavité, via une entrée 432 de gaz sous pression, comme cela est le cas dans l’exemple de la .Added to this is the insertion into the or each aforementioned cavity, such as 230' in the example, of at least one soluble core or removable core (see references 40,41 ) or a flexible membrane 430' put under pressure, in the cavity, via a pressurized gas inlet 432, as is the case in the example of the .

Dans l’exemple de la , on a même fait figurer :
- en bas sur la figure, le cas où la cavité 230’ contient une membrane 430’ amovible gonflable et,
- en haut, une alternative dans laquelle, dans la cavité 230’, on insèrerait (flèche 434), autour d’un insert ou raidisseur 300 ou 300’, un noyau 430’’ solide, de même nature que les éléments de conformation 40,41.
In the example of the , we even included:
- at the bottom of the figure, the case where the cavity 230' contains an inflatable removable membrane 430' and,
- at the top, an alternative in which, in the cavity 230', we would insert (arrow 434), around an insert or stiffener 300 or 300', a solid core 430'', of the same nature as the conformation elements 40 .41.

Le noyau 430’’ intègre un volume central 436 à la forme de (la partie de) l’insert ou du raidisseur 300 ou 300’ situé(e) dans la cavité 230’ qui peut de la sorte y être engagé(e).The core 430'' integrates a central volume 436 in the shape of (the part of) the insert or the stiffener 300 or 300' located in the cavity 230' which can thus be engaged therein.

Ainsi, d’une manière ou d’une autre, le volume de la ou chaque cavité précitée, telle que 230’ dans l’exemple, sera alors occupé par un noyau ou équivalent et résistera à la pression d’injection de la résine 60 qui va maintenant pouvoir avoir lieu :
- au sein des fibres de la structure fibreuse, telle que 200’ dans l’exemple, y compris l’insert ou le raidisseur s’il s’agit d’une partie tissée, telle que la préforme tissée sèche 300’),
- mais pas dans ladite cavité.
Thus, in one way or another, the volume of the or each aforementioned cavity, such as 230' in the example, will then be occupied by a core or equivalent and will resist the injection pressure of the resin 60 which will now be able to take place:
- within the fibers of the fibrous structure, such as 200' in the example, including the insert or the stiffener if it is a woven part, such as the dry woven preform 300'),
- but not in said cavity.

Pour cela, une autre partie 303 du moule 310, à empreinte adaptée, va venir fermer le moule, comme schématisé , et de la résine 60 va être injectée sous pression (ce peut être à température ambiante) dans les deux parties d’empreinte ; flèche 438, au sein de la préforme afin de densifier celle-ci et former le matériau composite.For this, another part 303 of the mold 310, with a suitable footprint, will close the mold, as shown schematically. , and resin 60 will be injected under pressure (this can be at room temperature) into the two impression parts; arrow 438, within the preform in order to densify it and form the composite material.

Quand on réouvre le moule (comme dans l’exemple de la ), la résine 60 s’est infiltrée dans les deux parties d’empreintes du moule, mais pas dans la cavité, telle que celle 230’ dans l’exemple, densifiant ainsi la structure fibreuse et formant le matériau composite précité.When we reopen the mold (as in the example of the ), the resin 60 has infiltrated into the two cavity parts of the mold, but not into the cavity, such as that 230' in the example, thus densifying the fibrous structure and forming the aforementioned composite material.

On peut alors démouler l’ébauche de pièce obtenue et l’ébavurer.We can then unmold the blank of the part obtained and deburr it.

Si la cavité 230, 230’ contient au moins un noyau 430'', il est alors dissous s’il est soluble, ou retiré s’il s’agit d’un noyau amovible ou d’une membrane 430’ amovible.If the cavity 230, 230' contains at least one core 430'', it is then dissolved if it is soluble, or removed if it is a removable core or a removable membrane 430'.

La cavité 230, 230’ devenant accessible, c’est maintenant que l’on va pouvoir y ajouter une quantité de pâte expansive 50 adaptée pour y occuper tout le volume disponible.The cavity 230, 230' becoming accessible, it is now that we will be able to add a quantity of expanding paste 50 adapted to occupy the entire available volume.

On attend alors que la pâte 50 réagisse pour former une mousse, la pâte expansée étant adaptée à combler la cavité et à assurer le maintien en forme, en fonctionnement, de la pièce finale obtenue.We then wait for the paste 50 to react to form a foam, the expanded paste being adapted to fill the cavity and to ensure that the final part obtained is maintained in shape, in operation.

On peut ensuite éliminer l’éventuel surplus de mousse débordant de la cavité, le cas échéant, puis procéder aux contrôles de conformité de la pièce (contrôle du matériau composite, contrôles dimensionnels) et parachever la pièce composite obtenue.We can then eliminate any excess foam overflowing from the cavity, if necessary, then carry out conformity checks on the part (check of the composite material, dimensional checks) and complete the composite part obtained.

L’avantage de n’apporter la pâte expansive 50 qu’après moulage, et donc après densification de la(chaque) pièce tissée, est un contrôle précis de la géométrie de la cavité, en plus du contrôle de la géométrie extérieure de la pièce.The advantage of only adding the expanding paste 50 after molding, and therefore after densification of the (each) woven part, is precise control of the geometry of the cavity, in addition to control of the exterior geometry of the part .

Comme déjà mentionné, on limite ainsi les risques :
- d’un taux élevé de porosité (bulles de gaz dans le matériau dues au dégagement gazeux produit par la réaction d’expansion de la mousse) impactant négativement les propriétés mécaniques de la pièce, et
- d’irrégularités dans la forme de la cavité interne de la pièce.
As already mentioned, we limit the risks in this way:
- a high rate of porosity (gas bubbles in the material due to the gas release produced by the foam expansion reaction) negatively impacting the mechanical properties of the part, and
- irregularities in the shape of the internal cavity of the part.

Par ailleurs, une telle solution de cavité emplie de mousse expansée a pour avantage une réduction du coût de la pièce par rapport à une mousse solide, car le noyau soluble ou amovible a un coût par pièce généralement faible.Furthermore, such a cavity solution filled with expanded foam has the advantage of reducing the cost of the part compared to a solid foam, because the soluble or removable core has a generally low cost per part.

Un autre avantage peut être la garantie que le dégagement gazeux produisant l’expansion de la mousse 50 ne polluera pas la résine 60 de densification du composite, ce qui aurait pu être le cas avec une chronologie comme suit : apport de pâte expansive 50 - attente - fermeture du moule - densification par injection de la résine 60, ladite pollution pouvant se traduire par une porosité (bulles de gaz) dans la matrice du matériau composite, avec pour conséquence une » diminution des propriétés mécaniques du matériau.Another advantage can be the guarantee that the gas release producing the expansion of the foam 50 will not pollute the densification resin 60 of the composite, which could have been the case with a chronology as follows: supply of expanding paste 50 - waiting - closure of the mold - densification by injection of resin 60, said pollution being able to result in porosity (gas bubbles) in the matrix of the composite material, with the consequence of a reduction in the mechanical properties of the material.

L’utilisation d’une pâte expansive 50 au lieu d’une mousse solide, si la (une) dite cavité de la pièce doit contenir un insert 300, permet en outre de s’exonérer plus facilement d’une invitation typiquement faite - voir ci-avant - à tisser séparément les première et seconde préformes tissées 3D précitées, afin de ne pas créer de contrainte à l’assemblage.The use of an expanding paste 50 instead of a solid foam, if (one) said cavity of the part must contain an insert 300, also makes it easier to exempt oneself from an invitation typically made - see above - to weave the aforementioned first and second 3D woven preforms separately, so as not to create constraints during assembly.

En supprimant cette contrainte, on va alors pouvoir plus facilement envisager la possibilité précitée de co-tisser :
- la (chaque) seconde préforme (et donc les raidisseur(s) et/ou longeron(s) éventuels),
- avec la première préforme, telle que la structure fibreuse 100,
- ceci toujours avant moulage dans le moule 310 puis mise en place de la pâte expansive/moussante 50.
By removing this constraint, we will then be able to more easily consider the aforementioned possibility of co-weaving:
- the (each) second preform (and therefore any stiffener(s) and/or spar(s),
- with the first preform, such as the fibrous structure 100,
- this always before molding in the mold 310 then placing the expanding/foaming paste 50.

Le tissage en 3D de la première préforme, de même que les déliaisons (zone Zd précitée) et une adaptation locale de l’armure de tissage permettront alors de former ladite cavité, telle que 230 ou 230’. Il sera ainsi possible de créer un(des) longeron(s) ou raidisseur(s) dans cette cavité par une modification locale de l’armure de tissage.The 3D weaving of the first preform, as well as the unbindings (above-mentioned Zd zone) and a local adaptation of the weaving weave will then make it possible to form said cavity, such as 230 or 230'. It will thus be possible to create one(s) spar(s) or stiffener(s) in this cavity by a local modification of the weaving weave.

Le caractère expansif de la matière alvéolaire 50 permettra de s’adapter naturellement à toutes les géométries de la cavité dans la pièce densifiée, en épousant les formes aux extrémités de la cavité comme autour des raidisseur(s) et/ou longeron(s), s’ils existent.The expansive nature of the cellular material 50 will make it possible to naturally adapt to all the geometries of the cavity in the densified part, by matching the shapes at the ends of the cavity such as around the stiffener(s) and/or spar(s), if they exist.

Concernant la mise en place de la pâte expansive 50, on pourra en particulier prévoir :
- que la(chaque) cavité, telle que 230 ou 230’, présente un fond 49 et une ouverture 51, et
- que cette mise en place comprenne l’introduction de la pâte expansive au fond 49 de la cavité, afin que la pâte expansive 50 s’expanse du fond 49 vers l’ouverture 51, limitant ainsi les risques de débordant excessif hors de la cavité.
Concerning the installation of the expanding paste 50, we can in particular provide:
- that the(each) cavity, such as 230 or 230', has a bottom 49 and an opening 51, and
- that this installation includes the introduction of the expanding paste at the bottom 49 of the cavity, so that the expanding paste 50 expands from the bottom 49 towards the opening 51, thus limiting the risks of excessive overflowing out of the cavity .

Si la pâte expansive 50 peut être utilisée directement au contact du composite fibres + résine, l’utilisation d’une membrane souple, comme une vessie souple (creuse), telle que 431 dans l’exemple des figures 19,20, remplie de la pâte expansive 50 pourra être envisagée, facultativement.If the expanding paste 50 can be used directly in contact with the fiber + resin composite, the use of a flexible membrane, such as a flexible (hollow) bladder, such as 431 in the example of Figures 19,20, filled with the expanding paste 50 could be considered, optionally.

Une telle membrane souple, dénommée ci-après « vessie souple » pour ne pas la confondre avec la possible membrane 430’, sera a priori plus fine que la membrane 430’, puisque l’injection de la résine 60 a déjà eu lieu et que donc l’intégrité de la cavité est déjà assurée.Such a flexible membrane, hereinafter called "flexible bladder" so as not to confuse it with the possible membrane 430', will a priori be thinner than the membrane 430', since the injection of the resin 60 has already taken place and that therefore the integrity of the cavity is already assured.

Si elle existe, la vessie souple, telle que 431, a pour donc but de contenir la pâte expansive 50 puis le polymère alvéolaire expansée qui en est issu, facilitant ainsi la mise en œuvre. Mais ne pas utiliser de vessie aurait pour avantage un contact plus direct entre le matériau alvéolaire, les fibres et la résine du matériau composite, si ceux-ci sont compatibles. Si ceux-ci ne sont que peu compatibles, il sera préférable d’isoler les différents composants et donc de maintenir l’utilisation d’une vessie souple.If it exists, the flexible bladder, such as 431, is therefore intended to contain the expanding paste 50 then the expanded cellular polymer which results from it, thus facilitating implementation. But not using a bladder would have the advantage of more direct contact between the cellular material, the fibers and the resin of the composite material, if they are compatible. If these are only slightly compatible, it will be preferable to isolate the different components and therefore maintain the use of a flexible bladder.

Le choix entre ces deux options pourra également être dicté par la solidité mécanique de l’interface créée entre le matériau 50 alvéolaire expansée et ledit composite fibres/résine. On peut souhaiter s’assurer que l’interface soit en effet résistante en effort et en durée de vie. Une solution sans vessie souple semble plus favorable pour cet aspect, car permettant un contact physico-chimique direct entre le matériau 50 alvéolaire expansé et la résine du matériau composite.The choice between these two options may also be dictated by the mechanical strength of the interface created between the expanded cellular material 50 and said fiber/resin composite. We may wish to ensure that the interface is indeed resistant in terms of effort and lifespan. A solution without a flexible bladder seems more favorable for this aspect, because it allows direct physicochemical contact between the expanded cellular material 50 and the resin of the composite material.

Avec une vessie souple, l’ouverture 51 devra permettre :
- l’insertion de la vessie souple 431 dans ladite cavité ;
- l’ajout ensuite de la pâte expansive 50 au fond 49 de cette cavité, dans la vessie, de sorte que la pâte expansive 50 progresse en s’expansant du fond de la cavité vers son ouverture 51, sans créer de poche de vide, lors de son évolution en mousse, en plaquant la vessie contre la paroi 237 de la cavité (voir , pour exemple).
With a flexible bladder, the opening 51 must allow:
- inserting the flexible bladder 431 into said cavity;
- then adding the expanding paste 50 to the bottom 49 of this cavity, in the bladder, so that the expanding paste 50 progresses by expanding from the bottom of the cavity towards its opening 51, without creating a vacuum pocket, during its evolution into foam, by pressing the bladder against the wall 237 of the cavity (see , for example).

En alternative à vessie souple 431 ouverte du côté de l’ouverture 51, comme dans l’exemple de la , une vessie fermée, pourvue uniquement d’une entrée 433 pourrait être prévue, l’entrée 433 étant adaptée à l’apport de la pâte expansive 50 dans la vessie (voir , pour exemple).As an alternative to a flexible bladder 431 open on the side of the opening 51, as in the example of the , a closed bladder, provided only with an inlet 433 could be provided, the inlet 433 being adapted to the supply of the expanding paste 50 into the bladder (see , for example).

Quoi qu’il en soit, en place dans la cavité, la vessie souple y demeurera définitivement.In any case, once in place in the cavity, the flexible bladder will remain there permanently.

En tant que matériau 50 expansif on pourra utiliser le polymère expansible bien connu qu’est le polyuréthane, dont le dégagement de CO2 lors de la réaction de polyaddition forme un matériau alvéolé, comme une mousse dense, couramment utilisé(e) dans l’industrie.As an expansive material, the well-known expandable polymer polyurethane can be used, the release of CO2 of which during the polyaddition reaction forms a cellular material, such as a dense foam, commonly used in industry. .

Dans le cas de la présente invention, les paramètres à considérer lors de la sélection du matériau 50, polymère expansif, seront favorablement :
- les propriétés mécaniques du matériau 50 après expansion (densité, résistance en compression, etc.), afin de garantir la fonctionnalité de l’invention;
- les paramètres de mise en œuvre (temps d’expansion, température d’expansion) afin de ne pas complexifier le montage ;
- les caractéristiques propres du polymère : compatibilité avec les matériaux de la vessie si nécessaire et du disque s’il s’agit d’une aube,… etc.
In the case of the present invention, the parameters to be considered when selecting material 50, expansive polymer, will be favorably:
- the mechanical properties of the material 50 after expansion (density, compressive strength, etc.), in order to guarantee the functionality of the invention;
- the implementation parameters (expansion time, expansion temperature) so as not to complicate the assembly;
- the specific characteristics of the polymer: compatibility with the materials of the bladder if necessary and the disc if it is a blade, etc.

Concernant l’injection de résine 60 dans le moule 310 fermé, et donc la densification de la préforme fibreuse considérée, si des fentes 107 et 108 sont présentes sur les bords d’attaque et de fuite 211a et 211b, elles seront de préférence refermées par couture avant la densification, une telle densification consistant à combler la porosité de la préforme, dans tout ou partie du volume de celle-ci, par le matériau constitutif de la matrice.Concerning the injection of resin 60 into the closed mold 310, and therefore the densification of the fibrous preform considered, if slots 107 and 108 are present on the leading and trailing edges 211a and 211b, they will preferably be closed by seam before densification, such densification consisting of filling the porosity of the preform, in all or part of the volume thereof, with the material constituting the matrix.

La matrice du matériau composite pourra être obtenue de façon connue en soi suivant le procédé par voie liquide. Le procédé par voie liquide consiste à imprégner la préforme par une composition liquide contenant un précurseur organique du matériau de la matrice. Le précurseur organique se présente habituellement sous forme d'un polymère, tel que la résine, comme précité (que l’expression « précurseur organique » peut remplacer) éventuellement dilué dans un solvant. Le moule 310 dans lequel la préforme sera placée pourra être fermé de manière étanche avec donc intérieurement un logement ayant la forme de la pièce finale moulée souhaitée.The matrix of the composite material can be obtained in a manner known per se following the liquid process. The liquid process consists of impregnating the preform with a liquid composition containing an organic precursor of the matrix material. The organic precursor is usually in the form of a polymer, such as resin, as mentioned above (which the expression “organic precursor” can replace) optionally diluted in a solvent. The mold 310 in which the preform will be placed can be closed in a watertight manner and therefore internally with a housing having the shape of the desired final molded part.

Moule 310 fermé, on pourra y injecter le précurseur liquide de matrice (par exemple donc une résine) dans tout le logement pour imprégner toute la partie fibreuse de la préforme.Mold 310 closed, the liquid matrix precursor (for example a resin) can be injected throughout the housing to impregnate the entire fibrous part of the preform.

La transformation du précurseur en matrice organique, à savoir sa polymérisation, est, comme connu, réalisée (par traitement thermique ou non) après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère, la préforme étant toujours maintenue dans le moule. La matrice organique peut être notamment obtenue à partir de résines époxydes, telle que la résine époxyde à hautes performances vendue sous la référence PR 520 par la société CYTEC ou Résine « 2896 » de la société 3M, ou de précurseurs liquides de matrices carbone ou céramique.The transformation of the precursor into an organic matrix, namely its polymerization, is, as known, carried out (by heat treatment or not) after elimination of any solvent and crosslinking of the polymer, the preform still being maintained in the mold. The organic matrix can in particular be obtained from epoxy resins, such as the high-performance epoxy resin sold under the reference PR 520 by the company CYTEC or “2896” resin from the company 3M, or from liquid precursors of carbon or ceramic matrices. .

Dans le cas de la formation d'une matrice carbone ou céramique, le traitement thermique consiste à pyrolyser le précurseur organique pour transformer la matrice organique en une matrice carbone ou céramique selon le précurseur utilisé et les conditions de pyrolyse. Plusieurs cycles consécutifs, depuis l'imprégnation jusqu'au traitement thermique, peuvent être réalisés pour parvenir au degré de densification souhaité.In the case of the formation of a carbon or ceramic matrix, the heat treatment consists of pyrolyzing the organic precursor to transform the organic matrix into a carbon or ceramic matrix depending on the precursor used and the pyrolysis conditions. Several consecutive cycles, from impregnation to heat treatment, can be carried out to achieve the desired degree of densification.

Si au lieu d’une pièce en trois dimensions, on souhaite obtenir une pièce en deux dimensions (2D), cela sera possible notamment si l’on drape le tissu 2D sur chacune des parties du moule ou alors si, pour une aube, on drape sur la pâte expansive 50 la surface extrados de l’aube, et que l’on le ferme le moule après. Ainsi, si on prévoit un tissage 2D, il est proposé de tisser la partie extrados séparément de la partie intrados et les réaliser soit par cocuisson (avec une interface de résine entre les deux parties) soit par couture avant mise en forme.If instead of a three-dimensional part, we wish to obtain a two-dimensional (2D) part, this will be possible in particular if we drape the 2D fabric over each of the parts of the mold or if, for a blade, we drape the extrados surface of the blade over the expansive paste 50, and then close the mold. Thus, if 2D weaving is planned, it is proposed to weave the extrados part separately from the intrados part and produce them either by co-firing (with a resin interface between the two parts) or by sewing before shaping.

Par ailleurs, la densification de la préforme fibreuse peut être réalisée par le procédé bien connu de moulage par transfert dit donc RTM dans lequel une résine thermodurcissable est injectée dans l'espace interne disponible du moule. Un gradient de pression est généralement établi dans cet espace interne entre l'endroit où est injecté la résine et les orifices d'évacuation de cette dernière afin de contrôler et d'optimiser l'imprégnation de la préforme par la résine.Furthermore, the densification of the fibrous preform can be carried out by the well-known transfer molding process called RTM in which a thermosetting resin is injected into the available internal space of the mold. A pressure gradient is generally established in this internal space between the place where the resin is injected and the evacuation orifices of the latter in order to control and optimize the impregnation of the preform by the resin.

En relation avec la mise en place de tout insert, tel que 300, dans la cavité qui le reçoit, on utilisera si nécessaire tout moyen de maintien nécessaire à un positionnement adapté de l’insert dans la cavité (bras de centrage, etc…).In relation to the placement of any insert, such as 300, in the cavity which receives it, any holding means necessary for suitable positioning of the insert in the cavity (centering arm, etc.) will be used if necessary. .

Claims (13)

Pièce en trois dimensions comprenant un matériau composite incluant un tissu et une résine, la pièce présentant une cavité (230,230’) remplie d’un matériau alvéolé (50), caractérisée en ce que le matériau alvéolé comprend un matériau polymère alvéolaire expansé.Three-dimensional part comprising a composite material including a fabric and a resin, the part having a cavity (230,230') filled with a cellular material (50), characterized in that the cellular material comprises an expanded cellular polymer material. Pièce selon la revendication 1, dans laquelle le matériau polymère alvéolaire expansé (50) est du polyuréthane.Part according to claim 1, in which the expanded cellular polymer material (50) is polyurethane. Procédé de fabrication d’une pièce composite, le procédé présentant des étapes de :
- tissage de la pièce, en y intégrant une cavité (230,230’),
- mise en place de la pièce dans une première partie (301) d’un moule d’injection (310),
- mise en place, dans la cavité (230,230’), et qui en occupe le volume, d’un noyau (40,41,430’’) soluble ou amovible, démoulable, ou d’une membrane souple (430’),
- fermeture du moule d’injection, par l’intermédiaire d’au moins une seconde partie (303) du moule d’injection,
- injection de résine (60) dans le tissage, afin de former une pièce tissée en matériau composite,
- démoulage de la pièce, hors du moule d’injection,
- suivant le cas, dissolution du noyau soluble ou retrait, hors de la cavité, du noyau amovible ou de la membrane souple,
- mise en place dans la cavité d’une pâte (50) expansive adaptée à former un matériau alvéolé,
- attente que la pâte réagisse pour former ledit matériau alvéolé, dans la cavité,
- élimination d’un surplus de matériau alvéolé ayant débordé de la cavité, le cas échéant.
Process for manufacturing a composite part, the process having steps of:
- weaving of the part, integrating a cavity (230,230'),
- placing the part in a first part (301) of an injection mold (310),
- installation, in the cavity (230,230'), and which occupies its volume, of a soluble or removable, demouldable core (40,41,430''), or of a flexible membrane (430'),
- closing the injection mold, via at least a second part (303) of the injection mold,
- injection of resin (60) into the weaving, in order to form a woven piece of composite material,
- demoulding of the part, out of the injection mold,
- depending on the case, dissolution of the soluble core or removal, from the cavity, of the removable core or the flexible membrane,
- placement in the cavity of an expansive paste (50) adapted to form a honeycomb material,
- waiting for the dough to react to form said cellular material, in the cavity,
- elimination of excess honeycomb material that has overflowed from the cavity, if necessary.
Procédé selon la revendication 3, dans lequel le tissage comprend un tissage de la pièce en trois dimensions.A method according to claim 3, wherein the weaving comprises weaving the part in three dimensions. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel on utilise comme membrane souple une vessie gonflable, que l’on gonfle dans la cavité, ou une pièce préformée en silicone ou en élastomère de polyuréthane.Method according to claim 3 or 4, in which an inflatable bladder is used as the flexible membrane, which is inflated in the cavity, or a preformed part of silicone or polyurethane elastomer. Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5 comprenant en outre, entre le tissage de la pièce intégrant la cavité (230,230’) et l’étape où la pâte expansive est contenue dans la cavité :
- le tissage d’un insert (300’) pour la pièce présentant la cavité,
- l’insertion de l’insert tissé dans la cavité (230,230’) de la pièce.
Method according to claim 3, 4 or 5 further comprising, between the weaving of the part integrating the cavity (230,230') and the step where the expansive paste is contained in the cavity:
- weaving an insert (300') for the part presenting the cavity,
- inserting the woven insert into the cavity (230,230') of the part.
Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, dans lequel le tissage de la pièce intégrant la cavité comprend un co-tissage avec un insert tissé (22) que ladite pièce intègre alors, d’une seule pièce avec elle.Method according to claim 3, 4 or 5, in which the weaving of the part integrating the cavity comprises a co-weaving with a woven insert (22) which said part then integrates, in one piece with it. Procédé selon l’une des revendications 3 à 7, dans lequel tissage de la pièce intégrant la cavité comprend une déliaison (110) réalisée à l'intérieur de la pièce.Method according to one of claims 3 to 7, in which weaving of the part integrating the cavity comprises an unbinding (110) made inside the part. Procédé selon l’une des revendications 3 à 8 dans lequel, la cavité ayant un fond (49) et une ouverture (51), la mise en place de la pâte (50) expansive comprend son introduction au fond de la cavité (230,230’) afin que la pâte expansive s’expanse du fond vers l’ouverture.Method according to one of claims 3 to 8 in which, the cavity having a bottom (49) and an opening (51), the placement of the expansive paste (50) comprises its introduction to the bottom of the cavity (230,230' ) so that the expansive paste expands from the bottom towards the opening. Procédé selon l’une des revendications 3 à 9, dans lequel la mise en place de la pâte (50) expansive dans la cavité (230,230’) comprend la sélection préalable d’un polymère expansible dont un dégagement gazeux lors d’une réaction de polyaddition forme ledit matériau alvéolé, qui est dense dans la cavité.Method according to one of claims 3 to 9, in which the placement of the expansive paste (50) in the cavity (230,230') comprises the prior selection of an expandable polymer which releases gas during a reaction of polyaddition forms said cellular material, which is dense in the cavity. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la sélection du polymère expansible comprend le choix du polyuréthane, dont le dégagement de CO2 lors de la réaction de polyaddition forme ledit matériau alvéolé (50) dense.Method according to claim 10, wherein the selection of the expandable polymer comprises the choice of polyurethane, the release of CO2 of which during the polyaddition reaction forms said dense cellular material (50). Procédé selon l’une des revendications 3 à 9, dans lequel le matériau alvéolé comprend un matériau polymère alvéolaire expansé.Method according to one of claims 3 to 9, in which the cellular material comprises an expanded cellular polymer material. Procédé selon l’une des revendications 3 à 12, dans lequel, pour la mise en place de la pâte expansive dans la cavité :
- soit on introduit de la pâte (50) directement dans la cavité, au contact de la paroi (237) qui limite la cavité,
- soit on met en place une autre membrane souple ou vessie souple (431) dans la cavité, la pâte expansive étant introduite dans cette autre membrane souple ou vessie souple, ladite membrane souple ou vessie souple (431) formant ainsi une interface entre la pièce composite et la pâte (50), puis la mousse expansée, et étant maintenue en place dans la cavité (230,230’), définitivement.
Method according to one of claims 3 to 12, in which, for placing the expansive paste in the cavity:
- either dough (50) is introduced directly into the cavity, in contact with the wall (237) which limits the cavity,
- either another flexible membrane or flexible bladder (431) is placed in the cavity, the expansive paste being introduced into this other flexible membrane or flexible bladder, said flexible membrane or flexible bladder (431) thus forming an interface between the part composite and the paste (50), then the expanded foam, and being held in place in the cavity (230,230'), permanently.
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