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FR3162017A1 - Procédé de fabrication d’une pièce de révolution en matériau composite avec portion à ténacité réduite inter-plis - Google Patents

Procédé de fabrication d’une pièce de révolution en matériau composite avec portion à ténacité réduite inter-plis

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Publication number
FR3162017A1
FR3162017A1 FR2404878A FR2404878A FR3162017A1 FR 3162017 A1 FR3162017 A1 FR 3162017A1 FR 2404878 A FR2404878 A FR 2404878A FR 2404878 A FR2404878 A FR 2404878A FR 3162017 A1 FR3162017 A1 FR 3162017A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fibrous
fibrous texture
reduced
width
along
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
FR2404878A
Other languages
English (en)
Inventor
Thibaut VOGEL
Victor César GABILLON Martin
Laurent Jean Baptiste Baroumes
Arnaud POUGIS
Guillaume Pascal Jean-Charles GONDRE
Alain Jacques Michel Bassot
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 FR2404878A priority Critical patent/FR3162017A1/fr
Priority to PCT/FR2025/050390 priority patent/WO2025238316A1/fr
Publication of FR3162017A1 publication Critical patent/FR3162017A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00Making preforms
    • B29B11/14Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/748Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7504Turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

Procédé de fabrication d’une pièce de révolution en matériau composite avec portion à ténacité réduite inter-plis L’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce de révolution (100) en matériau composite pour turbine à gaz, comprenant les étapes suivantes : - le tissage tridimensionnel d’une texture fibreuse (140) sous forme d’une bande entre une pluralité de couches de torons de chaîne (20) et une pluralité de couches de torons de trame (30), - l’enroulement de la texture fibreuse (140) sur plusieurs tours superposés (141, 142, 143, 144) sur un mandrin (200) afin d’obtenir une préforme fibreuse (300) de forme de révolution, - la densification de la préforme fibreuse (300) par une matrice, le procédé comprenant en outre, lors du tissage de la texture fibreuse, la réalisation sur au moins une des première et deuxième faces de la texture fibreuse d’une portion à ténacité (150) réduite présentant des torons de chaîne ayant un diamètre inférieur au diamètre des torons de chaîne des autres portions présentes sur lesdites première et deuxième faces. Figure pour l’abrégé : Fig.2

Description

Procédé de fabrication d’une pièce de révolution en matériau composite avec portion à ténacité réduite inter-plis
La présente invention se rapporte au domaine général de la fabrication de pièces de révolution exposées aux impacts et plus particulièrement, mais non exclusivement, les carters de soufflante de turbine à gaz pour moteurs aéronautiques.
Dans un moteur aéronautique à turbine à gaz, le carter de soufflante remplit plusieurs fonctions. Il définit la veine d'entrée d'air dans le moteur, supporte un matériau abradable en regard des sommets d'aubes de la soufflante, supporte une structure éventuelle d'absorption d'ondes sonores pour le traitement acoustique en entrée du moteur et incorpore un bouclier de rétention. Le bouclier de rétention constitue un piège à débris retenant les débris, tels que des objets ingérés ou des fragments d'aubes endommagées, projetés par centrifugation, afin d'éviter qu'ils traversent le carter et atteignent d'autres parties de l'aéronef.
Précédemment réalisés en matériau métallique, les carters, comme le carter de soufflante, sont maintenant réalisés en matériau composite, c’est-à-dire à partir d’une préforme fibreuse densifiée par une matrice organique, ce qui permet de réaliser des pièces ayant une masse globale moins élevée que ces mêmes pièces lorsqu'elles sont réalisées en matériau métallique tout en présentant une résistance mécanique au moins équivalente sinon supérieure.
La fabrication d’un carter de soufflante en matériau composite à matrice organique est notamment décrite dans le document US 8 322 971. Dans le carter divulgué dans le document US 8 322 971, le bouclier de rétention est constitué par une portion de surépaisseur obtenue au niveau du renfort fibreux du carter qui présente une épaisseur évolutive. Le renfort fibreux est obtenu par enroulement d’une texture fibreuse tissée 3D qui présente une portion de surépaisseur apte à former un bouclier de rétention. Le carter ainsi obtenu présente au niveau de son bouclier de rétention de bonnes propriétés mécaniques à la fois en termes de résistance à la perforation (rétention) et de comportement dynamique.
Cependant, les zones structurales présentes en dehors de la zone de rétention étant plus minces, elles présentent une résistance moindre vis-à-vis des impacts non perforants. Par conséquent, une déformation de la face externe du carter peut avoir lieu lorsque le carter est soumis à des efforts non perforants.
Il existe dans l’art antérieur des solutions qui cherchent à améliorer la résistance à la déformation de la face externe du carter. A ce titre, le document FR3109180 décrit un carter ayant un feuillard métallique sur la surface externe du carter. Cependant, cette solution entraîne une augmentation significative de la masse globale du carter, en particulier lorsqu’il s’agit d’un carter de soufflante ayant un grand diamètre.
D’autres solutions consistent à améliorer la résistance du carter à l’impact par l’utilisation des différents matériaux dans le tissage de la texture fibreuse 3D. A ce titre, les documents EP3827118 et EP3827119, décrivent le placement des fils en fibre de verre parmi les fils ou torons en fibres de carbone à certains emplacements de la texture fibreuse.
Les solutions de l’art antérieur présentent l’inconvénient de concentrer les contraintes sur la face externe du carter lorsque celui-ci est soumis à des impacts non perforants. En effet, la structure des carters de l’art antérieur est constituée d’un monobloc ou de plusieurs couches liées entre elles. Ainsi lorsque le carter est soumis à un impact non perforant, une contrainte ou déformée maximale est engendrée sur la face opposée à l’effort, à savoir la face externe du carter.
La présente invention a donc pour but principal de proposer une solution pour la fabrication d’un carter de soufflante qui ne présente pas les inconvénients précités.
A cet effet, l’invention propose un procédé de fabrication d’une pièce de révolution (100) en matériau composite pour turbine à gaz, comprenant les étapes suivantes :
- le tissage tridimensionnel d’une texture fibreuse sous forme d’une bande entre une pluralité de couches de torons de chaîne et une pluralité de couches de torons de trame, la texture fibreuse s’étendant sur une longueur déterminée entre une partie proximale et une partie distale suivant une direction longitudinale correspondant à la direction des torons de chaîne et sur une largeur déterminée entre des premier et deuxième bords latéraux suivant une direction latérale correspondant à la direction des torons de trame, ladite texture fibreuse comportant des première et deuxième faces suivant une direction d’épaisseur,
- l’enroulement de la texture fibreuse sur plusieurs tours superposés sur un mandrin afin d’obtenir une préforme fibreuse de forme de révolution correspondant à celle de la pièce de révolution à fabriquer, ladite préforme s’étendant en largeur suivant une direction axiale, en épaisseur suivant une direction radiale, et en longueur suivant une direction circonférentielle,
- la densification de la préforme fibreuse par une matrice,
caractérisé en ce que, le procédé comprend en outre, lors du tissage de la texture fibreuse, la réalisation sur au moins une des première et deuxième faces de la texture fibreuse d’une portion à ténacité réduite présentant des torons de chaîne ayant un diamètre inférieur au diamètre des torons de chaîne des autres portions présentes sur lesdites première et deuxième faces, ladite au moins une portion à ténacité réduite s’étendant suivant la direction longitudinale sur la longueur de la texture fibreuse et suivant la direction latérale sur une largeur inférieure à la largeur de la texture fibreuse, ladite au moins une portion à ténacité réduite étant présente à au moins une interface entre des tours adjacents de la préforme fibreuse.
Ainsi, le procédé de fabrication permet d’obtenir une pièce de révolution ayant une zone de délaminage, ce qui favorise la répartition des contraintes au sein du renfort fibreux de ladite pièce, lorsque celle-ci est soumise à des impacts non perforants. La présence dans la portion à ténacité réduite de torons de chaîne ayant un diamètre inférieur au diamètre des torons de chaîne des autres portions permet de réduire la rugosité et la ténacité dans cette portion, ce qui favorise le délaminage. De cette manière, il est possible de réduire la déformée engendrée sur la face externe de la pièce tout en conservant sa tenue structurale globale. En outre, le procédé permet d’obtenir une pièce en matériau composite ayant des propriétés mécaniques améliorées sans augmentation de la masse globale.
On entend par « délaminage » un phénomène qui comprend la dissociation au moins partielle des plusieurs couches dans le renfort fibreux de la pièce.
Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, la largeur de ladite portion à ténacité réduite peut être comprise entre 2% et 20% de la largeur de la préforme.
Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, le diamètre des torons de chaîne de ladite portion à ténacité réduite est compris entre 0,3 et 0,9 mm.
L’invention concerne également une pièce de révolution en matériau composite pour une turbine à gaz, comprenant renfort fibreux densifié par une matrice, le renfort fibreux comprenant une texture fibreuse ayant un tissage tridimensionnel en forme de bande, ladite texture fibreuse étant enroulée sur elle-même sur plusieurs tours, ladite pièce s’étendant en largeur suivant une direction axiale, en épaisseur suivant une direction radiale entre une première et une deuxième faces opposées, et en longueur suivant une direction circonférentielle caractérisée en ce que le renfort fibreux comprend sur au moins une des première et deuxième faces de la texture fibreuse une portion à ténacité réduite présentant des torons de chaîne ayant un diamètre inférieur au diamètre des torons de chaîne des autres portions présentes sur lesdites première et deuxième faces , ladite au moins une portion à ténacité réduite s’étendant suivant la direction longitudinale sur la longueur de la texture fibreuse et suivant la direction latérale sur une largeur inférieure à la largeur de la texture fibreuse, ladite au moins une portion à ténacité réduite étant présente à au moins une interface entre des tours adjacents de la préforme fibreuse.
Ainsi, il est possible de repartir les contraintes au sein du renfort fibreux lorsque la pièce est soumise à des impacts non perforants. Il est donc possible de réduire la déformée engendrée sur la face externe de ladite pièce tout en conservant sa tenue structurale globale. En outre, la pièce en matériau composite selon l’invention présente l’avantage d’avoir des propriétés mécaniques améliorées sans augmentation de la masse globale.
Selon une caractéristique particulière de la pièce de l’invention, la largeur de ladite portion à ténacité réduite peut être comprise entre 2% et 20 % de la largeur de la préforme.
Selon une caractéristique particulière de la pièce de l’invention, le diamètre des torons de chaîne de ladite portion à ténacité réduite est compris entre 0,3 et 0,9 mm.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif.
FIG. 1LaFIG. 1représente schématiquement un carter de turbomachine dans un mode de réalisation de l’invention,
FIG. 2LaFIG. 2est une vue en coupe selon le plan II-II du carter de laFIG. 1, montrant l’empilement des tours superposés du carter mode de réalisation dans la zone de délaminage du carter,
FIG. 3LaFIG. 3est une vue en perspective montrant la mise en forme d’une texture fibreuse et d’une portion à ténacité réduite destinées à former le renfort du carter de soufflante de laFIG. 1,
FIG. 4LaFIG. 4est une vue schématique en perspective d’un métier à tisser montrant le tissage d’une texture fibreuse utilisée pour la formation du renfort fibreux du carter de laFIG. 1,
FIG. 5LaFIG. 5est une vue schématique, montrant la portion à ténacité réduite du carter de laFIG. 1selon un premier mode de réalisation,
FIG. 6LaFIG. 6est une vue schématique, montrant la portion à ténacité réduite du carter de laFIG. 1selon un deuxième mode de réalisation,
FIG. 7LaFIG. 7est une vue en coupe montrant le profil de la préforme fibreuse obtenue après enroulement de la structure fibreuse de laFIG. 3,
FIG. 8LaFIG. 8est une vue schématique montrant un outillage permettant de densifier avec une matrice la préforme fibreuse obtenue à l’issu de l’enroulement.
L'invention s'applique d'une manière générale à toute pièce de révolution en matériau composite de turbine à gaz comportant un bouclier de rétention.
On décrit ci-après un procédé de fabrication d’une pièce de révolution de l’invention appliqué selon un premier exemple, à un carter de soufflante de moteur aéronautique à turbine à gaz.
Un tel moteur, comme montré très schématiquement par laFIG. 1comprend, de l'amont vers l'aval dans le sens de l'écoulement de flux gazeux, une soufflante 1 disposée en entrée du moteur, un compresseur 2, une chambre de combustion 3, une turbine haute-pression 4 et une turbine basse pression 5.
Le moteur est logé à l'intérieur d'un carter comprenant plusieurs parties correspondant à différents éléments du moteur. Ainsi, la soufflante 1 est entourée par un carter de soufflante 10 présentant une forme de révolution.
Le carter de soufflante 10 est ici réalisé en matériau composite à matrice organique, c’est-à-dire à partir d’un renfort en fibres par exemple de carbone, verre, aramide ou céramique, densifié par une matrice en polymère, par exemple époxyde, bismaléimide ou polyimide. La fabrication d’un tel carter est notamment décrite dans le document US 8 322 971. La surface interne 11 du carter définit la veine d’entrée d’air du moteur.
Le carter 10 s’étend en largeur suivant une direction axiale DAentre ses extrémités amont et aval (de gauche à droit sur laFIG. 2) qui sont ici munies de brides externes 14, 15 à afin de permettre son montage et sa liaison avec d'autres éléments. Le carter s’étend en épaisseur suivant une direction radiale et en longueur suivant une direction circonférentielle (FIG. 1).
Le renfort fibreux peut être formé par enroulement sur un mandrin 200 d'une texture fibreuse 140 réalisée par tissage tridimensionnel, le mandrin 200 ayant un profil correspondant à celui du carter à réaliser (FIG. 3).
Le renfort fibreux du carter 10 peut être constitué d’une pluralité de couches superposées 141 à 144 d’une texture fibreuse 140 sous forme d’une bande présentant un tissage tridimensionnel ou multicouche, chaque couche 141 à 144 correspondant à un tour d’enroulement de la texture fibreuse 140 (FIG. 2).
En outre, une portion à ténacité réduite 150 peut être formée au moins sur une des faces de la texture fibreuse 140. La longueur de ladite portion 150 suivant la direction circonférentielle peut correspondre au moins un tour d’enroulement de la texture fibreuse 140. Cette portion à ténacité réduite 150 présente de manière général une largeur l150inférieure à la largeur l140de la texture fibreuse 140 (FIG. 3) et délimite la zone de délaminage du carter 10.
Dans l’exemple décrit dans laFIG. 2, les portions à ténacité réduite 151 à 153, peuvent être présentes aux interfaces entre les couches superposées 141 à 144 de la texture fibreuse 140, la longueur chaque portion 151 à 153 correspondant à un tour d’enroulement de la texture fibreuse 140. D’une manière générale, la portion à ténacité réduite 150 permettant de former une portion de délaminage peut être présente à une interface entre deux ou plusieurs couches de texture fibreuse 140 superposées correspondant chacune à un tour d’enroulement de ladite texture fibreuse 140.
La portion à ténacité réduite 150 peut s’étendre sur une largeur comprise entre 2% et 20% de la largeur de la préforme 300.
La portion à ténacité réduite 150 présente des torons de chaîne 20 ayant un diamètre inférieur au diamètre des torons de chaîne 20 des autres portions présentes sur lesdites première et deuxième faces (figures 5 et 6).
Le diamètre des torons de chaîne peut être compris entre 0,3 et 0,9 mm.
On décrit maintenant un procédé de fabrication du carter de soufflante 10.
Comme illustré dans l’exemple sur laFIG. 4une texture fibreuse 140 peut être réalisée de façon connue par tissage au moyen d'un métier à tisser de type jacquard 100 sur lequel on a disposé un faisceau de fils ou torons de chaîne 20 en une pluralité de couches, les fils de chaîne étant liés par des fils ou torons de trame 30. La texture fibreuse 140 peut être réalisée par tissage tridimensionnel.
Par « tissage tridimensionnel » ou « tissage 3D », on entend ici un mode de tissage par lequel certains au moins des fils de trame lient des fils de chaîne sur plusieurs couches de fils de chaîne ou inversement. Un exemple de tissage tridimensionnel est le tissage dit à armure « interlock ». Par tissage « interlock », on entend ici une armure de tissage dans laquelle chaque couche de fils de chaîne lie plusieurs couches de fils de trame, avec tous les fils d'une même colonne de chaine ayant le même mouvement dans le plan de l'armure.
La réalisation de la texture fibreuse par tissage 3D permet d'obtenir une liaison entre les couches, donc d'avoir une bonne tenue mécanique de la structure fibreuse et de la pièce en matériau composite obtenue, en une seule opération textile.
Comme illustrée dans l’exemple sur laFIG. 4, la texture fibreuse 140 présente une forme de bande qui s’étend en longueur dans une direction X correspondant à la direction de défilement des fils ou torons de chaîne 20 et en largeur ou transversalement dans une direction Y correspondant à la direction des fils ou torons de trame 30.
Comme expliqué ci-après, le renfort fibreux de la pièce de révolution, ici le carter 10, peut être formé par la texture fibreuse 140 qui est mise en forme par enroulement sur elle-même (FIG. 3). Par conséquent, dans le renfort fibreux de la pièce finale, les fils ou torons de chaîne 20 peuvent s’étendre suivant la direction circonférentielle DC(FIG. 1) tandis que les fils ou torons de trame 30 peuvent s’étendre suivant la direction axiale DA(FIG. 1).
Selon une caractéristique particulière de l’invention, la largeur l140peut correspondre à un tour d’enroulement de la texture fibreuse 140.
La texture fibreuse 140 peut être notamment tissée à partir de fils de fibres de type carbone, céramique telle que du carbure de silicium, verre, ou encore aramide.
Lors du tissage de la texture fibreuse 140, la portion à ténacité réduite 150 est également réalisée. A titre d’exemple, la réalisation de la portion à ténacité réduite 150 est montrée uniquement pour une des couches superposées de la texture fibreuse 140. Cependant, on ne sort pas du cadre de l’invention lorsque la portion à ténacité réduite 150 est réalisée sur plusieurs couches de la texture fibreuse 140.
LaFIG. 5illustre un premier mode de réalisation de ladite portion à ténacité réduite 150. Dans cet exemple, la couche 142 de la texture fibreuse 140 présente une première face 242 et deuxième face 342. La deuxième face 342 présente une portion à ténacité réduite 150 qui s’étend sur une largeur l150inférieure à la largeur l140de la couche 142 de la texture fibreuse 140. La portion à ténacité réduite 150 présente des torons de chaîne 20 ayant un diamètre D150inférieur au diamètre D20des torons de chaîne du reste de la couche 142 de la texture fibreuse 140. Ici, la portion à ténacité réduite 150 est présente sur la deuxième face 342 de la couche 142 de la texture fibreuse 140.
La portion à ténacité réduite 150 constitue une zone de délaminage entre la couche 142 et 143 du carter 10. Elle permet de créer une couche 142 localement découplée au sein de la structure du carter 10. Lorsque le carter est soumis à un impact non perforant, la couche 142 va se déformer et dissiper de l’énergie avant de transmettre la contrainte à la couche adjacente 143. La contrainte peut donc être repartie au sein du renfort fibreux du carter 10. Il est donc possible de réduire la déformée engendrée sur la face externe 144 du carte 10 tout en conservant sa tenue structurale globale.
La portion à ténacité 150 peut être présente sur les première et deuxième faces de la texture fibreuse 140. A ce titre, laFIG. 6illustre une couche 142 de la texture fibreuse 140 dans laquelle la première face 242 et la deuxième face 342 présentant chacune une portion à ténacité réduite 150. Ainsi, il est possible de créer une zone de délaminage à l’interface entre les couches 142 et 143 et à l’interface entre les couches 141 et 142. Lors d’un impact non perforant, la couche 141 va se déformer et dissiper l’énergie avant de transmettre la contrainte à la couche 142. La couche 142 va à son tour se déformer et dissiper l’énergie avant de transmettre la contrainte à la couche 143.
Comme illustré sur laFIG. 3, une préforme fibreuse est formée par enroulement sur un mandrin 200 de la texture fibreuse 140 réalisée par tissage tridimensionnel, le mandrin ayant un profil correspondant à celui du carter à réaliser. Conformément à l’invention, une portion à ténacité réduite 150 est présente sur la deuxième face 241 de la première couche 141 de la texture 140. Ladite couche 141 est enroulée sur le mandrin 200 de manière à positionner la portion à ténacité réduite 150 entre deux couches adjacentes de texture fibreuse 140 de largeur supérieure correspondant à deux tours d’enroulement de la texture fibreuse 140. La portion à ténacité réduite 150 est réalisée à un emplacement sur la texture fibreuse 140 correspondant à la zone axiale de délaminage à former dans la pièce.
Le mandrin 200 présente une surface externe 201 dont le profil correspond à la surface interne du carter à réaliser. Par son enroulement sur le mandrin 200, la texture fibreuse 140 épouse le profil de celui-ci. Le mandrin 200 comporte également deux flasques 220 et 230 pour former des parties de préforme fibreuse correspondant aux brides 14 et 15 du carter 10 (FIG. 3).
LaFIG. 7montre une vue en coupe de la préforme fibreuse 300 obtenue après enroulement de la texture fibreuse 140 en plusieurs couches sur le mandrin 200. Dans l’exemple décrit ici, la préforme 300 comprend 4 couches 141 à 144 de texture fibreuse 140 et 3 portions à ténacité réduite 151 à 153 présentes à l’interface respectivement entre les couches adjacentes 141 et 142, 142 et 143, et 143 et 144.
On procède ensuite à la densification de la préforme fibreuse 300 par une matrice.
La densification de la préforme fibreuse consiste à combler la porosité de la préforme, dans tout ou partie du volume de celle-ci, par le matériau constitutif de la matrice.
La matrice peut 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 qu'une résine, éventuellement dilué dans un solvant. La préforme fibreuse est placée dans un moule pouvant être fermé de manière étanche avec un logement ayant la forme de la pièce finale moulée. Comme illustré sur laFIG. 8, la préforme fibreuse 300 est ici placée entre une pluralité de secteurs 240 formant un contre-moule et le mandrin 200 formant un support, ces éléments présentant respectivement la forme extérieure et la forme intérieure du carter à réaliser. Ensuite, on injecte le précurseur liquide de matrice, par exemple une résine, dans tout le logement pour imprégner toute la partie fibreuse de la préforme.
La transformation du précurseur en matrice organique, à savoir sa polymérisation, est réalisée par traitement thermique, généralement par chauffage du moule, après élimination du solvant éventuel et réticulation du polymère, la préforme étant toujours maintenue dans le moule ayant une forme correspondant à celle de la pièce à réaliser. La matrice organique peut être notamment obtenue à partir de résines époxydes, telle que, par exemple, une résine époxyde à hautes performances présente dans le commerce, ou de précurseurs liquides de matrices carbone ou céramique.
Selon un aspect de l'invention, la densification de la préforme fibreuse peut être réalisée par le procédé bien connu de moulage par transfert dit RTM ("Resin Transfert Moulding"). Conformément au procédé RTM, on place la préforme fibreuse dans un moule présentant la forme du carter à réaliser. Une résine thermodurcissable est injectée dans l'espace interne délimité entre le mandrin 200 et les contres-moules 240 et qui comprend la préforme fibreuse. 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.
La résine utilisée peut être, par exemple, une résine époxyde. Les résines adaptées pour les procédés RTM sont bien connues. Elles présentent de préférence une faible viscosité pour faciliter leur injection dans les fibres. Le choix de la classe de température et/ou la nature chimique de la résine est déterminé en fonction des sollicitations thermomécaniques auxquelles doit être soumise la pièce. Une fois la résine injectée dans tout le renfort, on procède à sa polymérisation par traitement thermique conformément au procédé RTM.
Après l'injection et la polymérisation, la pièce est démoulée. Au final, la pièce est détourée pour enlever l'excès de résine et les chanfreins sont usinés pour obtenir le carter 10 illustré sur laFIG. 1.

Claims (6)

  1. Procédé de fabrication d’une pièce de révolution (100) en matériau composite pour turbine à gaz, comprenant les étapes suivantes :
    - le tissage tridimensionnel d’une texture fibreuse (140) sous forme d’une bande entre une pluralité de couches de torons de chaîne (20) et une pluralité de couches de torons de trame (30), la texture fibreuse s’étendant sur une longueur déterminée entre une partie proximale (110) et une partie distale (120) suivant une direction longitudinale (X) correspondant à la direction des torons de chaîne et sur une largeur déterminée entre des premier et deuxième bords latéraux suivant une direction latérale correspondant à la direction des torons de trame, ladite texture fibreuse comportant des première et deuxième faces suivant une direction d’épaisseur,
    - l’enroulement de la texture fibreuse (140) sur plusieurs tours superposés (141, 142, 143, 144) sur un mandrin (200) afin d’obtenir une préforme fibreuse (300) de forme de révolution correspondant à celle de la pièce de révolution à fabriquer, ladite préforme (300) s’étendant en largeur suivant une direction axiale (DA), en épaisseur suivant une direction radiale (DR), et en longueur suivant une direction circonférentielle (DC),
    - la densification de la préforme fibreuse (300) par une matrice,
    caractérisé en ce que, le procédé comprend en outre, lors du tissage de la texture fibreuse, la réalisation sur au moins une des première et deuxième faces de la texture fibreuse d’une portion à ténacité réduite (150) présentant des torons de chaîne ayant un diamètre inférieur au diamètre des torons de chaîne des autres portions présentes sur lesdites première et deuxième faces, ladite au moins une portion à ténacité réduite (150) s’étendant suivant la direction longitudinale sur la longueur de la texture fibreuse et suivant la direction latérale sur une largeur inférieure à la largeur de la texture fibreuse, ladite au moins une portion à ténacité réduite étant présente à au moins une interface entre des tours adjacents de la préforme fibreuse.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la largeur (l150) de ladite portion à ténacité réduite (150) est comprise entre 2% et 20% de la largeur (l1 4 0) de la préforme (300).
  3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le diamètre (D150) des torons de chaîne (20) de ladite portion à ténacité réduite (150) est compris entre 0,3 et 0,9 mm.
  4. Pièce de révolution en matériau composite pour une turbine à gaz, comprenant renfort fibreux densifié par une matrice, le renfort fibreux comprenant une texture fibreuse ayant un tissage tridimensionnel en forme de bande, ladite texture fibreuse étant enroulée sur elle-même sur plusieurs tours, ladite pièce s’étendant en largeur suivant une direction axiale (DA), en épaisseur suivant une direction radiale (DR) entre une première et une deuxième faces opposées, et en longueur suivant une direction circonférentielle (DC) caractérisée en ce que le renfort fibreux comprend sur au moins une des première et deuxième faces de la texture fibreuse (140) une portion à ténacité réduite (150) présentant des torons (20) de chaîne ayant un diamètre (D150) inférieur au diamètre (D20) des torons de chaîne (20) des autres portions présentes sur lesdites première et deuxième faces, ladite au moins une portion à ténacité réduite (150) s’étendant suivant la direction longitudinale sur la longueur de la texture fibreuse et suivant la direction latérale sur une largeur inférieure (l150) à la largeur (l14 0) de la texture fibreuse, ladite au moins une portion à ténacité réduite étant (150) présente à au moins une interface entre des tours adjacents de la préforme fibreuse.
  5. Pièce selon la revendication 4, dans laquelle la largeur (l150) de ladite portion à ténacité réduite (150) est comprise entre 2% et 20% de la largeur (l14 0) de la préforme (300).
  6. Pièce selon les revendications 4 ou 5, dans laquelle le diamètre (D150) des torons de chaîne (20) de ladite portion à ténacité réduite (150) est compris entre 0,3 et 0,9 mm.
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