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Title:
METHOD FOR OBTAINING A CERAMIC MATRIX COMPOSITE PART
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/089289
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for manufacturing a ceramic matrix composite part, the part exhibiting rotational symmetry, the method comprising: - a step of weaving a fibrous preform (30, 40', 40") by means of a contour weaving method on a mandrel; - placing the fibrous preform on a shaper (70, 73); - a shaping step; the profile defined by the mandrel being obtained by passing through the projection (10, 20) from one of the ends thereof, and: - at each cusp (101, 201, 202), creating a symmetry of the portion of the projection (10, 20) beyond the cusp with respect to the perpendicular to the axis of revolution (R) passing through the cusp; then, after having passed through the entirety of the projection; - proportionally decreasing the distance between each point of the profile (11, 21) thus obtained and the axis of revolution.

Inventors:
MATEO JULIEN (FR)
PLANCKEEL ALINE (FR)
Application Number:
PCT/FR2022/052141
Publication Date:
May 25, 2023
Filing Date:
November 21, 2022
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Assignee:
SAFRAN CERAM (FR)
International Classes:
B28B1/26; B28B21/56; B28B23/00; B29B11/16; D03D15/242; D03D15/275; D03D25/00; D03D41/00
Domestic Patent References:
WO2018033672A12018-02-22
WO2014044963A22014-03-27
Foreign References:
FR3066429A12018-11-23
Attorney, Agent or Firm:
MACKAIN, Olivier et al. (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1] Procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite à matrice céramique, la pièce ayant une symétrie de révolution par rapport à un axe (R) et dont la projection (10, 20) dans un plan (A) comprenant l'axe de révolution (R) comprend un ou plusieurs point(s) de rebroussement (101, 201, 202), défini comme un point de la projection (10, 20) dont la tangente est perpendiculaire à l'axe de révolution (R) et pour lequel la projection (10, 20) ne traverse pas la tangente, le procédé comprenant au moins les étapes suivantes : une étape de tissage d'une préforme fibreuse (30, 40', 40") par un procédé de tissage de contour et l'enroulement de la préforme fibreuse sur un mandrin de diamètre variable (31, 41) dont une partie a un profil prédéfini (12, 22) ; le déploiement de la préforme fibreuse sur un conformateur (70, 73) à la géométrie de la pièce et comprenant au moins une étape de retournement, pour le ou les endroit(s) de la préforme fibreuse correspondant à des points de rebroussement; une étape de formage de la préforme fibreuse déployée sur le conformateur à la géométrie de la pièce, le profil prédéfini (12, 22) du mandrin de diamètre variable (31, 41) étant obtenu dans le plan (A) en parcourant la projection (10, 20) depuis l'une de ses extrémités et : en réalisant à chaque point de rebroussement (101, 201, 202) une symétrie de la partie de la projection (10, 20) au-delà du point de rebroussement par rapport à la perpendiculaire à l'axe de révolution (R) passant par le point de rebroussement ; puis, après avoir parcouru l'intégralité de la projection, en réalisant une réduction proportionnelle de la distance entre chaque point du profil (11, 21) ainsi obtenu et l'axe de révolution.

[Revendication 2] Procédé de fabrication selon la revendication 1 dans lequel le rapport entre le plus grand et le plus petit diamètre du mandrin est inférieur ou égal à 2.

[Revendication 3] Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le mandrin (31, 41) comprend plusieurs répétitions du profil (12, 22) dans la direction longitudinale du mandrin, le procédé comprenant en outre une étape de découpe ultérieure à l'étape de tissage, de sorte que les préformes (40', 40") issues des parties du mandrin de profil distincts soient séparées avant d'être déployées sur des conformateurs.

[Revendication 4] Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le mandrin (31, 41) comprend en outre une partie de profil prédéfini (12, 22) permettant l'obtention d'une deuxième pièce ayant une symétrie de révolution par rapport à un axe (R) et sa projection dans un plan comprenant l'axe de révolution (A) comprend un ou plusieurs point(s) de rebroussement (101, 201, 202), le profil prédéfini du mandrin de diamètre variable étant obtenu dans le plan (A) en parcourant la projection depuis l'une de ses extrémités et : en réalisant à chaque point de rebroussement (101, 201, 202) une symétrie de la partie de la projection non encore parcourue par rapport à la perpendiculaire à l'axe de révolution passant par le point de rebroussement ; puis, après avoir parcouru l'intégralité de la projection, en réalisant une réduction proportionnelle de la distance entre chaque point du profil ainsi obtenu et l'axe de révolution ; le procédé comprenant en outre une étape de découpe ultérieure à l'étape de tissage, de sorte que les préformes (40', 40") issues des parties du mandrin de profils distincts soient séparées avant d'être déployées sur des conformateurs. [Revendication 5] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape de tissage est poursuivie après l'obtention d'une première préforme fibreuse (30, 40', 40") sur un mandrin de diamètre variable (31, 41) de sorte que le mandrin de diamètre variable comprenne, à la fin de l'étape de tissage, une pluralité de préformes enroulées autour du mandrin ; et dans lequel une étape de découpe dans la direction longitudinale est réalisée avant que les préformes ne soient déployées sur des conformateurs (70, 73). [Revendication 6] Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape de formage est réalisée par moulage par transfert de résine ou par consolidation, réalisée par voie liquide ou gazeuse. [Revendication 7] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la pièce est une partie d'une chambre de combustion de turbomachine.

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Description:
Description

Titre de l'invention : Procédé d'obtention d'une pièce en matériau composite à matrice céramique.

Domaine Technique

L'invention concerne le domaine des matériaux composites à matrice céramique, et plus précisément un procédé de préparation d'une partie d'une pièce en matériau composite à matrice céramique ayant une symétrie de révolution.

Technique antérieure

Les matériaux composites à matrice céramique (matériaux CMC) possèdent de bonnes propriétés thermostructurales, c'est-à-dire des propriétés mécaniques élevées qui les rendent aptes à constituer des pièces structurales, et la capacité de conserver ces propriétés à hautes températures.

Les matériaux composites à matrice céramique sont généralement obtenus par une première étape de fabrication d'une préforme fibreuse, notamment tissée, correspondant à la forme de la pièce désirée, puis une seconde étape de remplissage de la préforme par une matrice.

Néanmoins ces procédés de préparations nécessitent d'obtenir une préforme fibreuse dont la forme correspond à la forme de la pièce finale, et les pièces accessibles sont donc limitées aux géométries pouvant être obtenues soit par tissage, soit par drapage.

Ces contraintes sur la forme de la pièce à obtenir impose que certaines pièces qu'il serait préférable de réaliser en matériau composite pour des questions de performances ou de poids, sont traditionnellement réalisées en métal, en raison de limitations techniques des procédés de tissage qui ne permettent pas l'obtention des préformes aux géométries adaptées.

C'est notamment le cas des pièces dont la géométrie est axisymétrique et comporte un ou plusieurs points de rebroussement. En effet, dès lors qu'un point de rebroussement existe dans une pièce axisymétrique, il n'est pas possible d'en obtenir une préforme fibreuse par les procédés conventionnels de tissage ou de drapage.

Pour la fabrication des préformes de telles pièces, il est actuellement envisagé de préparer plusieurs plis de tissus et de raccorder ces derniers les uns aux autres en les drapant.

Une autre solution pour parvenir à produire de telles pièces en CMC est de confectionner la préforme en raccordant entre elles plusieurs préformes de révolution.

Il en résulte une étape de formation de la préforme fibreuse plus complexe du fait des raccords entre les différentes pièces. De plus, les points de jonctions entre les différents tissus peuvent poser des problèmes d'inhomogénéités notamment lors de l'infiltration de la préforme par une matrice.

L'invention vise justement à proposer un procédé de fabrication d'une préforme axisymétrique comportant des points de rebroussement qui ne nécessiterait pas de relier entre elle plusieurs préformes.

Exposé de l'invention

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite à matrice céramique, la pièce ayant une symétrie de révolution par rapport à un axe (R) et dont la projection dans un plan (A) comprenant l'axe de révolution comprend un ou plusieurs point(s) de rebroussement, défini comme un point de la projection dont la tangente est perpendiculaire à l'axe de révolution et pour lequel la projection ne traverse pas la tangente, le procédé comprenant au moins les étapes suivantes : une étape de tissage d'une préforme fibreuse par un procédé de tissage de contour et l'enroulement de la préforme fibreuse sur un mandrin de diamètre variable dont une partie a un profil prédéfini ; le déploiement de la préforme fibreuse sur un conformateur à la géométrie de la pièce et comprenant au moins une étape de retournement, pour le ou les endroit(s) de la préforme fibreuse correspondant à des points de rebroussement; une étape de formage de la préforme fibreuse déployée sur le conformateur à la géométrie de la pièce, le profil prédéfini du mandrin de diamètre variable étant obtenu dans le plan A en parcourant la projection depuis l'une de ses extrémités et : en réalisant à chaque point de rebroussement une symétrie de la partie de la projection au-delà du point de rebroussement par rapport à la perpendiculaire à l'axe de révolution (R) passant par le point de rebroussement ; puis, après avoir parcouru l'intégralité de la projection, en réalisant une réduction proportionnelle de la distance entre chaque point du profil ainsi obtenu et l'axe de révolution.

Le procédé permet de préparer des préformes fibreuses de pièces axisymétriques présentant en outre des rebroussements. De plus, la définition particulière du profil du mandrin permet d'assurer que la préforme puisse aisément être tissée. En particulier, les changements de diamètre du mandrin peuvent créer des surfaces presque perpendiculaires à la direction longitudinale du mandrin. De telles surfaces sont difficilement tissables, car l'espacement des fils de chaînes appelés par le mandrin, devient trop important.

Pour fiabiliser le tissage de ces zones, il a été observé que le diamètre du mandrin n'est pas spécifiquement important et que seul compte que les rapports de diamètres soit conservés entre la projection de la préforme et le mandrin de tissage.

Ainsi, la réduction proportionnelle de toutes les distances entre les points du profil du mandrin et l'axe de révolution, permet d'adoucir toutes les pentes lorsque le diamètre du mandrin varie et rend possible le tissage de ces zones en diminuant l'angle formé entre le plan des fils de chaîne et le plan des fils de trame.

Par exemple, la réduction proportionnelle peut être une réduction d'un facteur compris entre 1,1 et 2,5, et de préférence compris entre 1,8 et 2,2, voire est d'un facteur 2.

La préforme fibreuse de la pièce est tissée par tissage de contour (ou « contour weaving » selon l'appellation anglaise de cette technique de tissage). La méthode de tissage de contour propose de tisser une pièce sur un mandrin dont le diamètre est variable. Le mandrin est disposé en sortie du métier à tisser et appelle les fils de chaînes, lesquels sont tissés avec les fils de trame disposés dans la direction perpendiculaire, et donc dans la direction de l'axe longitudinal du mandrin.

Le tissage de contour permet d'obtenir à la sortie du procédé de tissage, un tissu enroulé autour d'un mandrin de diamètre variable.

C'est le choix de la variation de diamètre du mandrin de tissage, aussi appelée profil prédéfini du mandrin dans cette demande, qui permet d'obtenir la pièce souhaitée par la méthode de tissage de contour. Ce choix permet d'obtenir la ou les préformes de pièce de révolution à réaliser.

Le tissage permet l'obtention d'un tissu enroulé autour du mandrin, et il est nécessaire au cours d'une étape ultérieure de dérouler la préforme tissée obtenue, et de l'enrouler sur un conformateur reproduisant la géométrie souhaitée pour la pièce finale.

Dans un mode de réalisation, le déploiement de la préforme fibreuse sur le conformateur peut être réalisé en enroulant la préforme tissée sur un conformateur. L'épaisseur finale de la préforme souhaitée peut être obtenue en enroulant plusieurs couches successives de préforme sur le conformateur.

Lors de cette étape de dévidement du tissu sur le conformateur, il est opéré un retournement des points de la préforme correspondant à des points de rebroussements. Ces rebroussements opérés lors du transfert entre le mandrin et le conformateur peuvent être opérés manuellement, ou au moyen de surfaces d'appel forçant le retournement du tissu, par exemple en présentant une forme vrillée à 180° amenant le tissu à faire un demi-tour sur lui-même aux endroits correspondant aux points de rebroussement.

Réaliser l'étape au moyen de surfaces d'appel forçant le retournement du tissu permet d'éviter toute erreur de manipulation et permet ainsi de faciliter le procédé.

Une fois la préforme enroulée sur un conformateur, le conformateur peut être refermé par un ou plusieurs contre-moule si nécessaire. Une étape d'infiltration, d'imprégnation ou de densification de la matrice peut alors être réalisée de manière classique, par exemple par injection de la matrice sous pression au travers de la préforme fibreuse ou par densification en voie gazeuse.

Dans un mode de réalisation, le rapport entre le plus grand et le plus petit diamètre du mandrin est inférieur ou égale à 2.

Les inventeurs ont constaté que cette valeur maximale pour la différence de diamètres permet d'éviter que les vitesses d'appel des fils de chaîne au cours du tissage ne soient trop différentes entre deux parties du mandrin et permet de limiter les déséquilibres chaînes / trames des préformes ainsi réalisées.

Dans un mode de réalisation, le mandrin comprend plusieurs répétitions du profil prédéfini dans la direction longitudinale du mandrin, le procédé comprenant en outre une étape de découpe ultérieure à l'étape de tissage, de sorte que les préformes issues des parties du mandrin de profils distincts soient séparées avant d'être déployées sur des conformateurs.

Dans ce mode de réalisation, la répétition de plusieurs profils dans la direction longitudinale du mandrin permet d'obtenir plusieurs pièces en une seule étape de tissage. Un tel mandrin nécessite une étape de découpe avant la disposition de la préforme fibreuse sur le conformateur afin d'assurer que la préforme correspondant au profil soit séparée de celle qui la suit dans la direction longitudinale du mandrin, de sorte que chacune puisse être disposée sur un conformateur distinct.

Dans ce mode de réalisation, l'étape de découpe est une étape de découpe transverse, c'est-à-dire que le tissu est découpé dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du mandrin.

L'étape de découpe peut être réalisée à tout moment entre la fin du tissage et le dépôt de la préforme sur un conformateur.

Par exemple, l'étape de découpe peut être réalisée au cours du dévidage du mandrin de tissage, que les préformes soient alors disposées sur des conformateurs ou soient à nouveau enroulées, par exemple sur des rouleaux de transports ou de stockage.

Dans un autre exemple, l'étape de découpe peut être réalisée juste avant le dépôt des préformes sur des conformateurs. Une telle étape de découpe peut être assurée par un élément de découpe disposé entre deux préformes de pièces distinctes, par exemple lorsque la préforme est déployée sur le conformateur.

Dans un mode de réalisation, entre deux profils différents, le mandrin peut comprendre une zone de séparation, c'est-à-dire une partie du mandrin qui ne correspond pas au profil et qui permet d'assurer la jonction entre les deux profils successifs.

Dans ce mode de réalisation, si nécessaire, la bande de tissu correspondant à la zone de séparation pourra être découpée.

Dans un mode de réalisation, le mandrin comprend en outre une partie de profil prédéfini permettant l'obtention d'une deuxième pièce ayant une symétrie de révolution par rapport à un axe et sa projection dans un plan (A) comprenant l'axe de révolution comprend un ou plusieurs point(s) de rebroussement, le profil prédéfini du mandrin de diamètre variable étant obtenu dans le plan A en parcourant la projection depuis l'une de ses extrémités et : en réalisant à chaque point de rebroussement une symétrie de la partie de la projection non encore parcourue par rapport à la perpendiculaire à l'axe de révolution passant par le point de rebroussement ; puis, après avoir parcouru l'intégralité de la projection, en réalisant une réduction proportionnelle de la distance entre chaque point du profil ainsi obtenu et l'axe de révolution ; le procédé comprenant en outre une étape de découpe ultérieure à l'étape de tissage, de sorte que les préformes issues des parties du mandrin de profils distincts soient séparées avant d'être disposées sur des conformateurs.

Dans ce mode de réalisation, le mandrin de tissage permet l'obtention de plusieurs préformes correspondant à plusieurs pièces, qui peuvent, par exemple, être séparées entre elles par une étape de découpe avant le déploiement sur des conformateurs. Dans ce mode de réalisation, il peut être avantageux d'avoir sur un même mandrin plusieurs profils permettant la fabrication de préformes qui correspondent à plusieurs parties d'une même pièce finale.

De même que précédemment, l'étape de découpe peut être réalisée à tout moment entre la fin du tissage et le déploiement de la préforme sur des conformateurs.

Par exemple, dans un procédé de l'invention, il est possible d'utiliser un même mandrin de diamètre variable comprenant un premier profil prédéfini et un deuxième profil prédéfini, les premières et deuxièmes pièces obtenues à partir de la préforme issue du premier profil et celle issue du deuxième profil permettant par réunion de former une chambre de combustion aéronautique.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à seulement deux profils dans la direction longitudinale d'un même mandrin, le nombre de profils pouvant être disposés dans la direction longitudinale d'un même mandrin est choisi en fonction de la taille de chaque préforme et de la largeur du métier à tisser.

Par exemple, un mandrin peut comprendre en 2 et 10 profils identiques ou différents dans sa direction longitudinale.

Dans un mode de réalisation du procédé, l'étape de tissage est poursuivie après l'obtention d'une première préforme fibreuse sur un mandrin de diamètre variable de sorte que le mandrin de diamètre variable comprenne, à la fin de l'étape de tissage, une pluralité de préformes enroulées autour du mandrin ; et une étape de découpe dans la direction longitudinale est réalisée avant que les préformes ne soient déployées sur des conformateurs.

Ce mode de réalisation permet d'obtenir à la fin de l'étape de tissage plusieurs préformes enroulées à la suite les unes des autres sur le même mandrin. C'est-à-dire que la longueur de tissu enroulée sur le mandrin de tissage permet de réaliser plus d'une préforme fibreuse.

Par exemple, il est possible d'enrouler entre 2 et 10 fois la longueur de tissu nécessaire à la fabrication d'une préforme autour d'un même mandrin.

L'étape de découpe peut être réalisée à tout moment entre la fin de l'étape de tissage et avant le déploiement des préformes sur des conformateurs. Par exemple, l'étape de découpe peut avoir lieu la première fois que le mandrin de tissage est dévidé, que ce soit pour déployer les préformes sur des conformateurs ou pour les enrouler sur des rouleaux de stockage ou de transport.

Dans un tel mode de réalisation, lorsque la longueur de tissu correspondant à une unique préforme a été dévidée du mandrin de tissage, une étape de découpe longitudinale est réalisée. Une étape de découpe longitudinale s'entend comme une étape de découpe dans la direction de l'axe de rotation du mandrin.

Ce mode de réalisation permet d'améliorer encore davantage les rendements de tissage car un même mandrin peut servir à la fabrication de plusieurs préformes.

Ce mode de réalisation est compatible d'un mode de réalisation ou un même mandrin comprend plusieurs profils correspondant à des préformes identiques ou différentes tel que décrit précédemment.

Dans ce mode de réalisation, il est possible de laisser, entre deux préformes tissées consécutivement une marge de découpe, c'est-à-dire une bande de tissage qui n'appartient à aucune des deux préformes, par exemple inférieure ou égale à 1 cm, pour assurer que l'étape de découpe ne risque pas de rendre une préforme inutilisable.

Dans un mode de réalisation, l'étape de formage peut être réalisée par moulage par transfert de résine ou par consolidation, réalisée par voie liquide ou gazeuse.

Dans un mode de réalisation, la pièce est une partie d'une chambre de combustion de turbomachine.

Le procédé de l'invention permet en effet la réalisation de partie d'une chambre de combustion en matériaux composites à matrice céramique. Il est particulièrement avantageux de disposer d'une chambre de combustion en matériau composite à matrice céramique. En effet, du fait des contraintes en termes de températures de fonctionnement et d'environnement chimique, les chambres de combustions sont habituellement réalisées en alliage de métal. Il est avantageux de disposer de telles pièces en matériaux composites à matrice céramique pour améliorer la combustion sans dégrader les performances des chambres de combustion. L'invention permet de réaliser une chambre de combustion en matériau composite en utilisant des préformes présentant des symétries de révolution.

Par exemple, les préformes peuvent être choisies parmi des fibres de carbure de silicium, des fibres de carbone, des fibres d'alumines, ou des mélanges de telles fibres. La matrice céramique peut être choisie parmi de l'alumine, de la mullite, du pyrocarbone, ou du carbure de silicium.

Brève description des dessins

[Fig. 1] La figure 1 représente schématiquement les étapes pour obtenir un profil du mandrin obtenu pour une première géométrie de pièce.

[Fig. 2] La figure 2 représente schématiquement les étapes pour obtenir un profil du mandrin obtenu pour une deuxième géométrie de pièce.

[Fig. 3] La figure 3 représente schématiquement une étape de déroulage d'une préforme fibreuse depuis un mandrin sur un conformateur.

[Fig. 4] La figure 4 représente schématiquement une étape de déroulage et découpe de préformes fibreuses depuis un mandrin sur deux conformateurs.

[Fig. 5] La figure 5 représente schématiquement une étape de disposition d'une préforme sur un conformateur.

[Fig. 6] La figure 6 représente schématiquement une étape de disposition d'une préforme sur un conformateur.

Description des modes de réalisation

L'invention est à présent décrite au moyen de figures permettant d'expliciter l'invention mais qui ne doivent pas être envisagées comme restreignant cette dernière.

Comme décrit plus haut, la première étape du procédé est une étape de tissage d'une préforme sur un mandrin 31 dont le diamètre est variable.

La figure 1 représente les étapes nécessaires à la définition du profil 12 du mandrin, à partir de la projection 10 d'une pièce axisymétrique, dans un plan A comprenant l'axe de rotation R. La projection 10 de la pièce comprend un point de rebroussement 101.

Pour obtenir le profil 12 du mandrin, une première étape est l'obtention du profil intermédiaire 11 en réalisant au point de rebroussement 101 une symétrie de la partie de la projection 10 au-delà du point de rebroussement 101 par rapport à la perpendiculaire à l'axe de révolution R passant par le point de rebroussement 101.

Le profil 10' illustre la trace initiale du profil 10, et permet d'identifier la partie au- delà du point de rebroussement 101 ayant subi une symétrie.

Le profil intermédiaire 11, rappelé par la trace 11' subit ensuite une réduction proportionnelle, ici d'un facteur 2, de toutes les distances dans la direction perpendiculaire à l'axe de rotation R, et l'on obtient ainsi le profil final 12 du mandrin nécessaire pour obtenir la préforme fibreuse d'une pièce dont la projection est la courbe initiale 10.

La figure 2 illustre l'obtention du profil 22 d'un mandrin nécessaire pour tisser la préforme d'une pièce dont la projection 20 présente deux points de rebroussement 201 et 202.

Dans le cas de la figure 2, le profil intermédiaire 21 correspond à une forme étagée qui diffère de la trace 20' de la projection initiale 20. Cette dernière subit deux symétries assurant l'obtention d'un profil ne présentant plus de point de rebroussement.

Le profil final du mandrin 22 correspond au profil intermédiaire 21, rappelé par la trace 21' ayant subi une réduction proportionnelle, ici d'un facteur 2, de toutes les distances perpendiculaires à l'axe de révolution R.

Les figures 1 et 2 illustrent les profils de mandrin 12, 22 de diamètres variables obtenus pour la préparation de pièces de différentes géométries.

Toutefois, comme décrit ci-dessus, le mandrin d'un procédé n'est pas limité à un seul profil tel que décrit ci-dessus. En particulier, un mandrin peut comprendre une pluralité de profils, identiques ou différents de sorte que le tissage de contour permette l'obtention de plusieurs pièces différentes. De manière générale, afin d'optimiser l'utilisation des métiers à tisser, il est préférable que le mandrin 31, 41, ait une longueur correspondant à la largeur du métier à tisser, afin de diminuer les pertes de fils ne permettant pas l'obtention d'une préforme.

Afin d'optimiser les étapes ultérieures du procédé décrit ci-dessus, lorsque le mandrin comprend plusieurs profils correspondant à des préformes de différentes pièces, il peut être laissé entre les profils des espaces permettant une découpe des préformes distinctes.

Dans un mode de réalisation, les parties du profil d'un mandrin parallèles à l'axe de révolution R peuvent être allongées par exemple d'entre 1 % et 10 % de leurs longueurs par rapport au profil de la préforme souhaité.

Cela n'est pas figuré sur les exemples de profils décrits en figures 1 et 2, mais allonger légèrement les parties du profil du mandrin parallèles à l'axe de révolution R permet de diminuer la contrainte générée au niveau des parties du profil ayant une composante perpendiculaire à l'axe de rotation lorsque la préforme est déployée sur un conformateur depuis un mandrin dont le diamètre est réduit de moitié par rapport au profil réel souhaité.

De plus, il faut également noter que le sens dans lequel la préforme est obtenue sur le profil du mandrin n'a aucune incidence sur la pièce finale, et lorsqu'un mandrin possède plusieurs profils correspondant à plusieurs fois la préforme d'une même pièce, il est avantageux de disposer les profils tête-bêche, car on évite ainsi les variations brusques de diamètres du mandrin et l'on diminue la longueur de mandrin servant de jonction entre deux pièces successives.

La figure 3 illustre le transfert d'une préforme 30 depuis un mandrin 31 vers un conformateur 32.

Dans l'exemple présenté, le conformateur a un diamètre deux fois plus grand que le mandrin, pour que la préforme déployée sur le conformateur ait bien la taille souhaitée.

Dans un mode de réalisation, le mandrin de tissage 31 peut être dévidé sur un autre rouleau, par exemple et indifféremment un rouleau de stockage ou de transport. Ce qui par la suite est décrit pour un rouleau de stockage s'applique également à un rouleau de transport.

Dans un procédé de l'invention, entre l'étape de tissage et l'étape de déploiement sur un conformateur, il est possible de réaliser une étape de stockage, en dévidant le mandrin de tissage sur un rouleau de stockage.

Par exemple, le rouleau de stockage peut avoir le même profil que le mandrin de tissage.

Cette étape permet avantageusement de libérer le mandrin de tissage, qui peut alors servir de nouveau pour un tissage, et l'on diminue ainsi le temps d'immobilisation du métier à tisser.

De plus, une fois disposée sur un rouleau de stockage, les préformes peuvent être traitées sans risque d'abimer le mandrin de tissage.

Enfin, il possible de traiter simplement et de manière plus fiable un grand nombre de préformes lorsque ces dernières sont disposées sur des rouleaux de stockage elles peuvent être traitées toutes en même temps.

Ce qui est décrit concernant le déploiement d'une préforme sur un conformateur s'applique aussi bien que la préforme provienne d'un mandrin de tissage ou d'un rouleau de transport ou de stockage. Par exemple, si une étape de découpe est nécessaire, cette dernière peut indifféremment être réalisée au sortir du mandrin de tissage ou au sortir du rouleau de transport ou de stockage.

Un tel rouleau de transport ou de stockage n'est toutefois pas indispensable, et il est possible d'utiliser uniquement le mandrin de tissage pour toutes les étapes jusqu'au déploiement de la préforme sur le conformateur. Utiliser directement le mandrin de tissage permet de simplifier le procédé, car il n'est alors plus nécessaire d'utiliser des rouleaux de transport ou de stockage. Bien entendu, lorsque seul le mandrin de tissage est utilisé pour toutes les étapes de transport et /ou de traitement des préformes et/ou de leur stockage avant le formage de ces dernières, le mandrin de tissage sera choisi de sorte qu'il ne soit pas abîmé par les traitements appliqué à la préforme. Dans un mode de réalisation alternatif, représenté en figure 4, dans lequel le mandrin 41 comprend le long de sa direction longitudinale plusieurs répétitions d'un profil, le tissu peut être séparé en deux préformes distinctes 40' et 40" par un élément de découpe 47, chacune des préformes étant ensuite appelée par un conformateur différent 45, 46. Un tel mode de réalisation permet, à partir d'un mandrin de tissage 41 comprenant un profil dont l'épaisseur permet le tissage de plusieurs préformes, de séparer lesdites préformes et de parvenir à deux conformateurs 45, 46 qui ne correspondent chacun plus qu'à une seule pièce.

Le conformateur 45, 46 a le profil de la préforme que l'on souhaite, et son diamètre est donc, comme figuré, deux fois plus grand que le diamètre du mandrin de tissage 41.

Dans ce mode de réalisation également, il est possible de dévider les préformes depuis le mandrin de tissage 41 sur des rouleaux de stockage ou de traitement distincts pour obtenir les mêmes avantages que ceux décrits auparavant. Dans ce cas, le déploiement des préformes depuis les rouleaux de stockage ou de traitement sur des conformateurs aura lieu ultérieurement et éventuellement après un ou plusieurs traitement de la préforme et après transport et/ou entreposage.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un mandrin initial 41 ne comprenant que la répétition de deux profils permettant la fabrication deux préformes identiques. Dans d'autres modes de réalisation, le mandrin peut comprendre plus de deux répétitions d'un même profil, ou encore une succession de plusieurs profils identiques ou différents.

La forme des conformateurs 32, 45, 46 est extrêmement schématique et sera présentée de manière plus représentative sur les figures 5 et 6. Toutefois, aucune de ces figures ne doit être interprétée de manière limitative.

Le procédé de formage est décrit par exemple en figure 5 dans le cas d'une préforme ayant un seul point de rebroussement.

Une première partie du conformateur 70 est préparée à la géométrie souhaitée pour la pièce finale. Une préforme 71, tissée par un mandrin dont le profil de diamètre variable a été préparé comme décrit plus haut est déployée sur le conformateur 70, et les plis nécessaires sont réalisés. Dans l'exemple de la figure 5, la forme générale « en C » du conformateur correspond à la forme proposée en figure 1 pour le profil 10. La préforme épouse la forme du conformateur grâce à une étape de retournement opérée par exemple manuellement au fur et à mesure que la préforme est disposée sur le conformateur.

Lors d'une étape ultérieure, un contre-moule 72 est disposé de sorte que la préforme 71 soit prise en sandwich entre le conformateur 70 et le contre-moule 72.

L'ensemble du conformateur 70, de la préforme 71 et du contre-moule 72 peut être directement soumise à un procédé d'imprégnation, d'injection ou de densification de la préforme, afin d'obtenir, après imprégnation, injection ou densification après le retrait du conformateur 70 et du contre-moule 72 la pièce en matériau composite à matrice céramique souhaitée à la géométrie voulue.

La figure 6 représente de manière schématique un procédé de formage pour une préforme présentant deux points de rebroussement, avec une géométrie « en S » semblable à celle proposée en figure 2 pour le profil 20.

La préforme issue d'un mandrin dont le profil proposé correspond à la courbe 22, est d'abord disposée sur un conformateur 73 comprenant un premier rebroussement.

La préforme 74 est dépliée au fur et à mesure de son déploiement sur le conformateur 73. Une première partie de contre-moule 75 est alors disposée sur la préforme 74. Comme représenté, la première partie de contre-moule 75 comprend un deuxième rebroussement, sur lequel la préforme 74 est alors dépliée. Une deuxième partie de contre-moule 76 est alors ajoutée, et l'ensemble du conformateur 73, de la préforme 74 et du contre-moule 75, 76 permet l'imprégnation, l'injection ou la densification de la préforme 74 par une résine, une interphase ou par la matrice. La pièce obtenue après imprégnation, injection ou densification de la préforme 74 et après le retrait du conformateur et du contre- moule 75, 76 correspond à la pièce en matériau céramique obtenue qui a directement la forme souhaitée. Dans un mode de réalisation de l'invention, il est possible de fabriquer sur le même mandrin de tissage des préformes de pièces distinctes qui une fois assemblées entre elles permettent l'obtention d'une partie plus complexe.

Un tel exemple peut être figuré par la réunion des pièces obtenues à l'issue des procédés représentés en figure 5 et 6, qui permettent d'obtenir par assemblage une pièce ayant la géométrie d'une chambre de combustion en matériau céramique à matrice composite.