Fabrication des outillages de fabrication des nervures

Les étudiants de l'association AERODYNE travaillent sur la réalisation d'outillages de montage de nervures d'avion léger. Il s'agit de réaliser un outillage qui garantisse la conformité géométrique de la nervure à son modèle CAO. Pour cela on usine un marbre d'assemblage dans du PEHD.

Sur une suggestion des étudiants d'AERODYNE nous avons conçu et usiné un gabarit à cassette permettant d'adapter l'outillage à trois types de nervures peu différentes.

Entre les évaluations et les dossiers à rendre les étudiants continuent à usiner !

Etude des commandes de vol

Mise en place des cheminements de câbles dans la CAO. Curieusement il semble y avoir des interférences au niveau des passages de câbles entre les câbles et les âmes de nervures centrales. 

Comment faire des entures sur des semelles de longeron ?

FONCTIONNEMENT d'UNE ENTURE :

Lorsque l'on souhaite assembler de grandes longueur de planches pour réaliser des semelles de longeron (8m de long sur le super émeraude) il faut réaliser des entures.

Il s'agit de coller deux planches dont les extrémités sont taillées en biseau en garantissant une continuité de la résistance structurelle , ce procédé se nomme une enture.

Afin de réaliser ces biseaux de 1/20eme de pente, j'ai réalisé un outillage de guidage. Une défonceuse munie de fraises à copier montée sur un plateau. Ce dernier prend appui sur un outillage dont les deux flancs sont en pente (1/20).

Exemple de calcul: 

Prenons une planche de spruce de 12 mm d'épaisseur et de 100 mm de large et admettons une résistance à la traction du spruce de 80 MPa (ou 8 daN/mm² ou pour les anciens 8 kgf/mm² - Source VALLAT) et une résistance du joint de collage au cisaillement de 30 MPa (3 kgf/mm² Source COLOMBAN) . 

On a:

Effort de rupture à la traction de la semelle de spruce 

FSPRUCE = Section x Résistance = 12 mm x 100 mm x 8 daN/mm² = 9600 daN

Résistance au cisaillement du joint de colle 

Fcolle= 100 mm x 240 mm x 3 daN/mm² = 72 000 daN (kg).

Avec ces pentes de 1/20 on à une marge énorme !!!!!!

je pense que ça provient de plusieurs facteurs : 

- Usages établis à l'époque de colles moins performantes (quelles performances d'ailleurs pour les colles certus ?)

- Coefficient de sécurité pour se prémunir des défauts de collage

- Pente faible pour avoir un bon fonctionnement de la colle (cisaillement) et pas de pelage.

Trop beau non ?

Petit rattrapage d'erreur

Lorsque nous avions découpés les âmes de bord d'attaque des nervures, une fausse manipulation avait conduit à un trou mal placé sur l'une de ces âmes. Nous avons donc corrigé le problème en découpant un masque de positionnement de notre âmes en découpe laser, puis nous avons retaillé le trou.

Nettoyage des nervures de l'ancienne aile.

La cellule que j'avais récupérée était munie de son aile en cours de montage. Mais des doutes sur les semelles de longeron nous ont conduits à démonter cette aile avec l'aide d'Anthony BEZARD. 

Nous avons donc récupéré toutes les nervures en assez bon état. Après un léger ponçage de nettoyage elles sont de nouveau présentables.

Comme nous allons les refabriquer, ces dernières serviront de démonstrateur des techniques constructives pour les étudiants de l'IUT de Cachan. 

Les kits de nervures découpés en commande numérique

Les étudiants ont bien travaillés et nous avons terminé la découpe en commande numérique de tous les goussets et âmes des nervures. Les kits sont prêts!

 Vous noterez le petit coup de tampon pour identifier chaque pièce. Bonne idée retenue des travaux avec le Cercle des Machines Volantes (à l'époque nous avions fait 3000 goussets d'une vingtaine de type différents) !

Errances conceptuelles pour le gabarit de longeron

La conception d'un outillage de fabrication d'une pièce aussi importante qu'un longeron demande une bonne réflexion en amont afin de se faciliter le travail.
Et c'est là que les conseils et les remarques des amis sont utiles afin d'éviter de se fourvoyer dans des solutions trop complexes.
Je vous présence donc ci dessous l'évolution de mes idées sur le sujet où vous noterez la progression du complexe vers le simple. 
Je tiens à remercier Hervé, Jérémy et Patrick pour leurs "destronchages constructifs".

J'avais donc commencé par cette idée :
- un moule de longeron fabriqué à l'aide d'équerres en aggloméré taillées à la commande numérique. Les semelles sont surélevées à l'aide de petits tasseaux joignant les équerres afin de permettre à la colle de baver aussi bien dessus que dessous. Lorsque l'on colle des semelles entre elles, la pression de serrage des serres joint fait baver la colle de tous cotés. De plus les semelles ont tendances à glisser les unes sur les autres et il faut donc bien les maintenir.

Cette solution était séduisante mais elle ne permet pas de bien réaliser le collage entre les semelles et les âmes (feuilles de contreplaqués qui coffrent le longeron). En effet le contreplaqué risque de "bailler" entre deux tasseaux. De plus le serrage vertical des semelles pour garantir leur non glissement est difficile car ça oblige à percer le plateau.

Donc deuxième étude ci dessous : 

Le gabarit de longeron est maintenant réalisé par un caisson aux dimensions du longeron constitué de deux plaques d'agglo prenant en sandwiche des tubes carrés en acier pour la rigidité et la rectitude (voir billet précédent). Des flancs démontables en contreplaqué de 10 mm étant rapportés de part et d'autre.

Ce type de moule à l'avantage de faciliter l'accès à tous les moyens de serrage. Par contre Jeremy me faisait remarquer que le cintrage des planches de spruce contre les flancs lors de la réalisation des lamellés collés des semelles d'extrados et d'intrados risquer de déformer les flancs. 

De plus, le collage des contreplaqué d'âmes n'est pas aisé car il faut le tailler aux cotes précises du longeron pour que ce dernier se glisse au fond du moule ce qui est chose pratiquement impossible. D'une manière générale, il vaut mieux tailler tous les contreplaqués d'âmes ou de coffrage légèrement plus grands (5 mm) et araser avec une affleureuse (fraise à copier munie d'un petit roulement guide) les contreplaqués : résultat net et sans bavures :-) !

La nécessite d'avoir un équerrage rigide pour former les lamellés collés me conduit à étudier une solution avec des équerres soudées en acier. 

Troisième solution étudiée pendant ce we pluvieux.

On retrouve l'avantage du premier gabarit en permettant à la colle de s'évacuer par le bas. Le serrage est facilité en permettant l’installation facile de serre joints. Mais ce gabarit ne permet pas le collage des âmes de longeron.

Enfin, quatrième solution à la suite des remarques d'Hervé.

On s'inspire d'une solution du Racer club d'étampes.

C'est finalement la plus simple.

Quelques réflexions sur le gabarit de longeron

Je commence à réfléchir à la conception des outillages de fabrication du longeron.

Le gabarit sera fabriqué par un sandwich de panneaux d'aggloméré raidis par trois profilés acier de 40x40 mm. Des flancs seront rapportés de part et d'autre afin de conformer les semelles à la forme du longeron. 

 Dans un premier temps je compte assembler les lamellés collés des semelles d'extrados et d'intrados dans le moule. La semelle au niveau du saumon sera calée par de petits bouts de bois;

 Puis l'on colle la semelle d'intrados.

 On ajuste les cales, les diaphragmes.

 On démonte les flancs et l'on colle l'ensemble sur le contreplaqué d'âme avant.

 Puis enfin le contreplaqué d'âme arrière.

 Enfin on colle tous les renforts et cales