BR112012002712B1

BR112012002712B1 - Processo de fabricação de um disco com pás monobloco

Info

Publication number: BR112012002712B1
Application number: BR112012002712-3A
Authority: BR
Inventors: Perrine De La Rupelle; Serge Berlanger; Mitch Miller; William Pearson; Mark Stromberg
Original assignee: Snecma
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2020-06-16
Also published as: BR112012002712A2; WO2011015627A1; CA2769780A1; CA2769780C; EP2461938A1; EP2461938B1; US8869378B2; US20130167359A1; JP2013501191A; CN102470494B; JP5525610B2; CN102470494A; FR2948889B1; RU2539713C2; RU2012108634A; FR2948889A1

Abstract

processo de fabricação de um disco com pás monobloco a presente invenção refere-se a um processo de fabricação de um disco com pás monobloco compreendendo uma etapa de corte por jato dágua abrasivo compreendendo: - um corte atravessante, com o cabeçote de ejeção (116) da ferramenta em frente de uma primeira face (110a) do bloco, de um pedaço (114a) atravessando a espessura do bloco, este corte atravessante deixando aparecer uma linha de junção (121a) entre uma segunda face (110b) do bloco oposta à primeira, e a superfície do bloco recortada pelo jato dágua abrasivo; seguido de pelo menos um corte de afinamento, com o cabeçote de ejeção em frente da segunda face (110b) do bloco, de um pedaço (114b, 114c) se estendendo apenas sobre uma parte da espessura do bloco, e integrando pelo menos uma parte da linha de junção.

Description

“PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM DISCO COM PÁS MONOBLOCO” DESCRIÇÃO DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se de modo geral ao domínio da fabricação dos discos com pás monoblocos, preferivelmente para turbomáquina de aeronave. ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Para a fabricação de um disco com pás monobloco, igualmente designado “DAM”, ou “blisk” em inglês, é possível ter recurso a uma etapa de corte por jato d’água abrasivo de um bloco de material, geralmente seguida de uma ou várias etapas de fresagem.

[0003] A realização de uma etapa de corte por jato d’água abrasivo, anteriormente à fresagem, permite reduzir os tempos e custos de fabricação em relação a um processo unicamente baseado na fresagem. Isto se explica em particular pelo fato de tal processo de fabricação requer cerca de 75% de retirada de material do bloco de partida para chegar ao DAM. A retirada de uma grande parte deste material por corte com jato abrasivo permite, com efeito, reduzir os tempos de produção, e limita, além disso, o desgaste das fresas.

[0004] Habitualmente, a etapa de corte por jato d’água abrasivo consiste essencialmente em um corte de um pedaço de forma extremamente complexa, sobre toda a espessura do bloco de partida. Este corte segue, com efeito, uma trajetória complexa, dita de cinco eixos, visando recortar um pedaço de forma torcida ou helicoidal, próximas da forma de um espaço inter-pás.

[0005] O inconveniente de tal etapa reside no fato de a estabilidade do jato d’água abrasivo ser impactada fortemente pela natureza complexa da trajetória deste jato, bem como pela espessura grande a recortar, dado que a qualidade do jato degrada-se progressivamente da entrada para a saída. Para minimizar este problema de estabilidade do jato, é necessário recortar em velocidades relativamente lentas, o que se traduz em tempos operacionais não completamente otimizados.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

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[0006] A invenção tem, portanto, por objetivo remediar parcialmente pelo menos os inconvenientes referidos acima, relativos às realizações da arte anterior.

[0007] Para isto, a invenção tem por objeto um processo de fabricação de um disco com pás monobloco, compreendendo uma etapa de corte por jato d’água abrasivo de um bloco de material em forma geral de disco, realizada de modo a retirar do material do bloco no nível de espaços inter-pás para fazer aparecer preformas de pás que se estendem radialmente a partir de um cubo, a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo, realizada com a ajuda de uma ferramenta comportando um cabeçote de ejeção de um jato d’água abrasivo, compreendendo:

- um corte atravessante, com o referido cabeçote de ejeção em frente de uma primeira face do bloco, de um pedaço atravessando a espessura do bloco, o referido corte atravessante deixando aparecer uma linha de junção entre uma segunda face do bloco oposta à primeiro, e a superfície do referido bloco recortada pelo jato d’água abrasivo; seguido

- de pelo menos um corte de afinamento, com o referido cabeçote de ejeção em frente da segunda face do bloco, de um pedaço que s estende apenas por uma parte da espessura do bloco, e integrando pelo menos uma parte da referida linha de junção.

[0008] A invenção permite essencialmente chegar a uma etapa de corte por jato d’água abrasivo confiável, obter preformas de pás afinadas, e reduzir a duração de realização desta etapa de corte por jato d’água abrasivo, que se traduz obviamente por uma redução da duração de realização do conjunto do processo de fabricação.

[0009] Em primeiro lugar é notado que o fato de prever pelo menos um corte de afinamento tal como foi descrito acima, desde a segunda face do bloco de material, permite recortar uma zona do bloco previamente obtida pelo referido corte atravessante. Esta zona particular é a que mais sofre normalmente o efeito de desvio do jato d’água abrasivo encontrado quando do referido corte atravessante, porque ela se encontra em saída de jato. No entanto, dado que esta zona particular é trabalhada novamente desde a segunda face do bloco, o desvio do jato durante o

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3/16 corte atravessante pode, portanto, ser importante sem que seja nefasto. O referido corte atravessante pode assim ser realizado a uma velocidade de corte elevada.

[0010] Sempre graças à realização de um ou várias cortes de afinamento, o primeiro corte pode efetuar-se de acordo com uma trajetória mais simples, tomando, por exemplo, a forma de um corte de três eixos. A simplicidade da trajetória reforça a estabilidade do jato, e revela-se, portanto, propícia à utilização de uma velocidade de corte elevada para este primeiro corte atravessante.

[0011] No que se refere a cada corte de afinamento realizado desde a segunda face do bloco, o fato de que ele seja operado sobre uma espessura reduzida do bloco reforça a estabilidade do jato, e reduz, portanto, o efeito de desvio do jato. A velocidade de corte pode, portanto, igualmente ser criada, e a precisão do corte é aumentada.

[0012] Além disso, é indicado que uma das vantagens principais da presente invenção reside no fato de vir realizar cortes com jato d’água abrasivo desde as duas faces do bloco de material, o que confere uma melhor acessibilidade. Isto permite chegar a preformas de pás mais perto das cotas finais, e, portanto, reduzir os tempos operacionais de fresagens posteriores, quando estas revelam ser necessárias. Também, é o tempo global de fabricação do DAM que é reduzido com vantagem.

[0013] Além disso, esta melhor acessibilidade às superfícies a recortar não somente é aproveitada para afinar as preformas de pás obtidas, mas igualmente para orientar o jato da melhor maneira possível em relação a cada superfície a recortar, o que reforça a confiabilidade do processo.

[0014] Preferivelmente, durante a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo visando obter todos os espaços inter-pás, é sucessivamente realizado:

- o conjunto dos cortes com o referido cabeçote de ejeção em frente da primeira face do bloco;

- um deslocamento relativo entre o bloco e o cabeçote de ejeção para conduzir este em frente da segunda face do bloco; e

- o conjunto dos cortes com o referido cabeçote de ejeção em frente da segunda face do bloco.

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[0015] Isto permite otimizar a duração de realização da etapa de corte por jato d’água abrasivo. De modo preferido, o referido deslocamento relativo entre o bloco e o cabeçote de ejeção efetua-se por reviramento do bloco.

[0016] Preferivelmente, a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada de modo que pelo menos um_pedaço recortado quando de um corte de afinamento se solta do bloco automaticamente por gravidade. Isto permite limitar o número de intervenções do operador durante a etapa de corte por jato d’água abrasivo, para um tempo de realização ainda mais otimizado. A esse respeito, os pedaços em questão estão previstos para cair por gravidade a partir de sua dessolidarização do bloco, sem que este tenha sido colocado em movimento.

[0017] Preferivelmente, sempre para limitar o número de intervenções do operador, a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada de modo que, para pelo menos um pedaço recortado quando de um corte de afinamento e permanecendo bloqueado no seu espaço inter-pás associado após o seu corte, o referido pedaço é separado, por corte por jato d’água abrasivo, em pelo menos em dois sub-pedaços capazes de soltar do bloco automaticamente por gravidade.

[0018] Como lembrado acima, cada corte de afinamento é preferivelmente um corte de cinco eixos.

[0019] Preferivelmente, o corte atravessante é um corte de três eixos. Isto permite reduzir a duração de realização da etapa de corte por jato d’água abrasivo, pelo fato de que corte atravessante conduz à obtenção de um pedaço podendo facilmente se soltar automaticamente por gravidade, sem necessitar a intervenção do operador. Esta funcionalidade é obtida por um posicionamento particular do bloco, disposto preferivelmente na horizontal, mas, sobretudo graças à natureza cilíndrica do pedaço obtido pelo corte de três eixos. O número de espaços inter-pás sendo elevado sobre um DAM, o ganho de tempo resultante da queda automática destes pedaços é considerável.

[0020] Além disso, a simplicidade da trajetória do corte atravessante reforça a estabilidade do jato, e revela-se, portanto, propícia ao emprego de uma velocidade de corte elevada para este primeiro corte atravessante.

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[0021] No entanto, um corte de cinco eixos pode ser visado para este corte atravessante, sem sair do quadro da invenção.

[0022] Preferivelmente, a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo do bloco de material é realizada de modo a fazer aparecer as preformas de pás se estendendo radialmente a partir do cubo, conservando ao mesmo tempo o material formando meios de ligação entre pelo menos duas preformas de pás diretamente consecutivas, os referidos meios de ligação sendo espaçados radialmente do referido cubo.

[0023] Assim, este modo de realização preferido é notável pelo fato de que se prevê, durante a etapa de corte por jato d’água abrasivo, deixar aparecer meios de ligação entre pelo menos duas preformas de pás, e preferivelmente entre todas as preformas de pás. Isto permite limitar fortemente, ou mesmo erradicar, as deformações e as vibrações das pás durante a sua fabricação, sendo dado que elas permanecem mantidas mecanicamente umas nas outras por pelo material do bloco inicial.

[0024] Esta especificidade permite com vantagem aplicar às diferentes ferramentas velocidades de avanço elevadas, diminuindo os tempos de produção, sem impactar a qualidade do DAM produzido. Além disso, a diminuição do tempo de produção, bem como a diminuição das vibrações das pás durante a sua fabricação, retarda o desgaste das ferramentas, em particular o desgaste das fresas, o que limita de modo vantajoso os custos de produção.

[0025] Preferivelmente, a etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada de modo que os referidos meios de ligação liguem entre eles um número de preformas de pás estritamente superior a três, preferivelmente diretamente consecutivas. No entanto, poderiam ser visados vários conjuntos de preformas diretamente consecutivas ligadas umas nas outras, mas com os conjuntos não ligados entre si. Seja como for, em função das necessidades encontradas, o número de preformas de pás mantidas umas nas outras pelos meios de ligação, bem como a disposição destas últimas sobre as preformas, podem ser adaptados.

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[0026] De acordo com uma realização preferida, a etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada de modo que os referidos meios de ligação formam sensivelmente um anel, preferivelmente centrado sobre o eixo do disco. Preferivelmente, este anel estende-se por 360°, sendo eventualmente unicamente interrompido pelas preformas de pás que ele liga. No entanto, como lembrado acima, este anel poderia não ser fechado completamente, a saber, não ligando algumas preformas diretamente consecutivas.

[0027] Contudo, a etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada preferivelmente de modo que o referido anel ligue entre as mesmas a totalidade das preformas de pás, cada destinada a constituir posteriormente uma pá do DAM. Em tal caso, prevê-se preferivelmente que a etapa de corte por jato d’água abrasivo seja realizada de modo que o referido anel ligue entre elas as cabeças das preformas de pás. O anel forma então uma porção anular periférica do bloco recortado, com as preformas de pás se estendendo radialmente para o interior a partir deste anel, em direção do disco.

[0028] No entanto, uma solução alternativa poderia consistir em prever a etapa de corte por jato d’água abrasiva realizada de modo que o referido anel ligue entre si as referidas preformas de pás, em distância da sua cabeça, radialmente para o interior. Em tal caso, por exemplo, é visado que o anel ligue as preformas entre si a cerca de um meio-comprimento.

[0029] É precisado que as duas soluções propostas acima podem ser combinadas, a saber, prever ao mesmo tempo um anel de manuseio periférico, bem como um anel de manuseio interno situado radialmente interiormente em relação ao anel periférico. De modo mais geral, quando está previsto um anel de manuseio periférico, podem estar previstos meios de ligação adicionais entre as preformas de pás, necessariamente na forma de anel, sem sair do quadro da invenção.

[0030] Preferivelmente, o processo compreende igualmente:

- uma etapa de fresagem das preformas de pás realizada de modo a obter esboços de pás colocados em perfil; e

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- uma etapa de acabamento por fresagem dos esboços de pás, de modo obter as pás com o perfil final.

[0031] Preferivelmente, o material formando meios de ligação é conservado até o fim da etapa de acabamento por fresagem, na sequência da qual este material então é retirado. No entanto, este material poderia ser retirado previamente, sem sair do quadro da invenção.

[0032] Como evidente, outras etapas clássicas podem ser realizadas no processo de acordo com a invenção, como:

- torneamento do bloco de material antes da etapa de corte por jato d’água abrasivo;

- polimento e/ou decapagem das pás após a etapa de acabamento;

- colocação no comprido das pás;

- e balanceamento do DAM.

[0033] Preferivelmente, o referido disco com pás monobloco apresenta um diâmetro superior ou igual a 800 mm. A esse respeito, é precisado que a presença dos meios de ligação que mantêm as pás entre si durante a sua fabricação permite visar a fabricação de DAMs de grandes diâmetros, com pás de grandes comprimentos, dado que as deformações e as vibrações das mesmas são reduzidas, ou mesmo suprimidas. Preferivelmente, as pás têm um comprimento mínimo de 150 mm.

[0034] Preferivelmente, o referido disco com pás monobloco apresenta um disco de espessura superior ou igual a 100 mm. No entanto, ele pode apresentar uma espessura da ordem de 160 mm, ou mesmo mais ainda, devido aos elevados desempenhos susceptíveis de serem atingidos pela técnica de corte por jato d’água abrasivo. Esta espessura corresponde sensivelmente igualmente à distância segundo a qual se estende cada pá, relacionada segundo o eixo de DAM, entre a borda de ataque e a borda de fuga. [0035] Preferivelmente, as pás do disco com pás monobloco são torcidas, o ângulo de torção podendo ir até a 45°, ou mesmo mais ainda.

[0036] Preferivelmente, o referido bloco de material utilizado é titânio ou uma das suas ligas.

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[0037] Preferivelmente, o referido disco com pás monobloco é um disco com pás monobloco para turbomáquina de aeronave.

[0038] Ainda mais preferivelmente, o referido disco com pás monobloco é um disco com pás monobloco de rotor de turbina ou compressor de turbomáquina de aeronave.

[0039] Outras vantagens e características da invenção aparecerão na descrição detalhada não limitativa abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0040] Esta descrição será feita em relação aos desenhos em anexo entre os quais;

- a figura 1 representa uma vista parcial em perspectiva de um disco com pás monobloco para turbomáquina, capaz de ser obtida pela realização do processo de fabricação de acordo com a presente invenção;

- figuras 2a a 2g representam vistas esquematizando a etapa de corte por jato d’água abrasivo do processo de fabricação; e

- figuras 3 a 5 representam vistas esquematizando as etapas posteriores do processo de fabricação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS

[0041] Em referência em primeiro lugar à figura 1, pode-se ver um disco com pás monobloco 1 destinado a ser obtido pela realização de um processo de fabricação de acordo com a presente invenção. Ele é destinado preferivelmente à constituição de um rotor de compressor ou de turbina de uma turbomáquina para aeronave.

[0042] O disco com pás monobloco, a seguir denominado DAM, que se procura obter pelo processo objeto da invenção, é de grandes dimensões, a saber, ele apresenta um diâmetro superior ou igual a 800 mm, pás 2 de comprimento pelo menos igual a 150 mm, e um cubo 4 de espessura “e” superior ou igual a 130 mm. Além disso, as pás portadas pelo cubo 4 de eixo central 5 são torcidas consideravelmente, dado que o ângulo de torção pode atingir 45°, ou mesmo mais. A título informativo, este ângulo corresponde de modo conhecido ao ângulo fictício entre a base 6 e a cabeça 8 de uma mesma pá 2.

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[0043] Um modo de realização preferido do processo de fabricação do DAM 1 será agora descrito em referência às figuras seguintes.

[0044] Em primeiro lugar, um bloco de material de liga de titânio, igualmente designada “bruto monobloco” e preferivelmente pré-usinado, sofre uma primeira etapa de torneamento, visando, por exemplo, usinar este bloco a 1 mm das cotas finais.

[0045] A etapa seguinte, esquematizada nas figuras 2a a 2g, consiste em um corte por jato d’água abrasivo do bloco maciço, de modo a fazer aparecer as preformas de pás separadas por espaços inter-pás.

[0046] Para isto, é utilizada uma ferramenta (não representada) de corte por jato d’água em pressão muito elevada, por exemplo, 3000 bars, e precisão muito elevada, por exemplo, com seis eixos. É o nível de pressão de água muito elevado que permite veicular o abrasivo otimizando o seu efeito cortante sobre o material. De modo conhecido, o jato d’água é criado por intermédio de um orifício de diamante ou safira. Além disso, uma câmara de mistura permite a adição do abrasivo, como areia. A esse respeito, um canhão de focalização homogeneíza a água e a areia focalizando esta última sobre a zona a recortar. Em toda a descrição seguinte, o canhão de focalização 116 será designado geralmente cabeçote de ejeção da ferramenta.

[0047] Esta técnica de corte por jato abrasivo permite uma taxa de fluxo de retirada de material elevada, bem como uma boa capacidade de repetição. Ela revela-se assim completamente adaptada à retirada de material visando criar espaços inter-pás atravessando completamente a espessura “e” do bloco de material ao longo de seu eixo 5.

[0048] A esse respeito, a figura 2a mostra uma parte do bloco de material 100, uma vez a etapa de corte por jato d’água abrasivo terminada. Este bloco apresenta, portanto, preformas de pás 102 se estendendo radialmente a partir do cubo 4, ou seja, ortogonalmente ao eixo central 5. De modo geral, o corte é realizado na espessura do bloco 100 a fim de fazer aparecer espaços inter-pás 110 entre as preformas de pás 102 diretamente consecutivas circunferencialmente.

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[0049] Além disso, ele é realizado de modo a deixar aparecer meios de ligação entre as preformas 102, tomando aqui a forma de um anel 112 centrado no eixo 5 e ligando preferivelmente a totalidade das cabeças 108 das preformas de pás 102. Assim, o anel 112 constitui uma porção anular periférica do bloco recortado 100, e cria, portanto, uma delimitação radial externa dos espaços inter-pás 110.

[0050] Esta etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada efetuando cortes realizados com o cabeçote de ejeção 116 em frente de uma primeira face 110a do bloco na forma de disco, depois efetuando cortes realizados com o cabeçote de ejeção 116 em frente de uma segunda face 110b deste mesmo bloco, oposta à primeira superfície 110a.

[0051] Para operar os cortes desde a primeira face 100a, o bloco 100 é mantido fixamente, de modo removível, sobre um suporte 111 de modo a adotar uma posição sensivelmente horizontal, ou seja, com o seu eixo 5 sensivelmente ortogonal ao solo, como mostrado na figura 2b. O suporte 111 apresenta um receptáculo 113, aberto para cima, dedicado à coleta dos pedaços recortados que soltam automaticamente por gravidade do bloco 100. Quando destes cortes, a segunda face 110b é, portanto, depositada contra o suporte 111.

[0052] Para operar os cortes desde a segunda face 110b, o bloco 100 é solto do suporte 111, retornado a 180°, depois fixado de novo sobre este suporte 111 com a primeira face 110a depositada contra este último, e a segunda face 110b orientada para cima para poder cooperar com o cabeçote de ejeção 116 da ferramenta que se desloca acima do bloco 110.

[0053] É notado que no modo de realização preferido representado, a borda de ataque 115 das preformas de pás 102 situa-se do lado da segunda face 110b, enquanto a sua borda de fuga 117 situa-se do lado da primeira face 110a.

[0054] Meios de indexação (não representados) permitem posicionar precisamente o bloco 100 sobre o suporte 111, nas suas duas posições, para uma melhor confiabilidade do processo.

[0055] Em referência à figura 2c, um primeiro corte atravessante, realizada desde a primeira face 100a, visa retirar um primeiro pedaço de material 114a se

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11/16 estendendo de modo sensivelmente cilíndrico, dado que resultante de um corte dito de três eixos, durante o qual o cabeçote de ejeção é, portanto, unicamente deslocada ao longo dos três eixos de translação ortogonais uns aos outros. Neste caso de figura, um dos três eixos constitui o eixo longitudinal da forma cilíndrica do pedaço obtido 114a, que se estende por toda a espessura do bloco 100. É notado que a ferramenta sendo de seis eixos, ela permite realizar a trajetória de três eixos com uma inclinação qualquer do cabeçote de ejeção 116, inclinação que é, portanto, conservada durante todo o corte. Como mostra a figura 2c, o primeiro corte de três eixos é realizado com o cabeçote de ejeção do jato 116 inclinado em relação à vertical, de modo a ser orientado sensivelmente paralelamente ao espaço inter-pás final desejado. A título indicativo, é notado igualmente que, nesta figura, as pás 2 a obter foram representadas em vista de cima, com a sua cabeça em negrito.

[0056] Este primeiro corte, realizado a uma velocidade elevada tornada possível notadamente graças à sua trajetória simples, apresenta um volume grande, correspondendo preferivelmente entre 40 e 80% do volume final do espaço inter-pás associado 110 obtido no fim da etapa de corte por jato d’água abrasivo.

[0057] Em referência à representação esquemática da figura 2d, sobre a qual as bordas de fuga 117 de duas preformas de pás sucessivas a obter foram esquematizadas, pode-se ver que a primeira operação de corte de três eixos visa, com efeito, recortar o primeiro pedaço de material 114a deslocando o cabeçote de ejeção do jato ao longo de uma linha fechada 118a passando próxima do cubo 4, bem como na proximidade da extremidade radial externa do bloco, sem atingir a mesma de modo a deixar material para a formação do anel. Globalmente, a linha 118a apresenta a forma geral de um retângulo do qual um dos seus comprimentos segue o mais perto possível a borda de fuga 117 de uma das duas preformas de pás, e cujo outro comprimento é tal que a saída do jato situa-se à distância razoável da borda de ataque da outra das duas preformas de pás.

[0058] Logo que a linha 118a fecha novamente, implicando o fim da primeira etapa de corte e uma dessolidarização do primeiro pedaço 114a do bloco 100, este pedaço 114a solta automaticamente por gravidade deste mesmo bloco. Com efeito,

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12/16 como esquematizado na figura 2c, sob o único efeito da gravidade, o pedaço 114a desliza para baixo na direção do cabeçote de ejeção 116, em relação ao orifício atravessante 119 que ele solta caindo. Ele termina a sua queda no receptáculo 113 cuidadosamente posicionado e não requer, portanto, nenhuma intervenção do operador.

[0059] Como isto é visível sobre esta mesma figura, em seção qualquer ortogonal à direção radial, o primeiro pedaço 114a toma a forma global de um paralelogramo do qual os dois lados opostos, se estendendo ao longo da espessura do bloco, estão respectivamente em frente das duas pás diretamente consecutivas 2 destinadas a serem obtidas uma vez o processo terminado.

[0060] É notado que este corte atravessante pode eventualmente ser precedido de um ou vários outros cortes. Do mesmo modo, este primeiro corte atravessante poderia ser do tipo de cinco eixos, e não de três eixos, sem sair do quadro da invenção.

[0061] Depois, o bloco 100 é retornado sobre o seu suporte, para permitir a realização de cortes de afinamento por jato d’água abrasivo desde a segunda face 110b. Estes cortes permitem, portanto, afinar a forma dos espaços inter-pás 110 dos quais um é mostrado na figura 2e, como obtido após o primeiro corte atravessante. Os cortes de afinamento permitem, portanto, aproximar-se mais perto das cotas finais.

[0062] A esse respeito, o corte atravessante realizado desde a primeira face 110a deixa aparecer uma linha de junção 121a entre a segunda face 110b e a superfície do bloco recortada pelo jato d’água abrasivo. Devido à natureza de três eixos do corte atravessante, esta linha de junção 121a é de forma sensivelmente idêntica à da linha de corte 118a deixada aparente sobre a primeira face 110a do bloco.

[0063] Preferivelmente, todos os cortes de afinamento são de formas complexas, ditas de cinco eixos, ou seja, que a trajetória é obtida deslocando o cabeçote de ejeção não somente ao longo de três graus de liberdade de translação, mas igualmente ao longo de dois graus de liberdade de rotação. Além disso, estes cortes

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13/16 de afinamento efetuam-se sobre uma parte da espessura do bloco apenas, de modo a retirar dos pedaços integrando cada pelo menos uma parte da linha de junção 121a.

[0064] Assim, portanto, é feito de modo que um único dos dois parâmetros limitativos em termos de estabilidade de jato, a saber, a espessura recortada e a complexidade de trajetória, não seja retido para o primeiro corte atravessante e os cortes de afinamento posteriores, o que permite a realização velocidades de corte elevadas para cada um destes dois tipos de corte.

[0065] Sobretudo, cada corte de afinamento permite recortar uma zona particular do bloco previamente obtido pelo corte atravessante, zona que normalmente sofre mais o efeito de desvio do jato d’água abrasivo encontrado quando deste corte atravessante, porque ela se encontra em saída de jato. Assim, dado que esta zona particular é trabalhada novamente desde a segunda face do bloco, o desvio do jato durante o corte atravessante pode, portanto, ser grande sem que seja prejudicial. Este corte atravessante pode assim ser realizado a uma velocidade de corte elevada.

[0066] Um corte de afinamento de um segundo pedaço 114b é então operado deslocando o cabeçote de ejeção do jato ao longo de uma linha aberta 118b apresentando globalmente a forma de um U cuja base contorna um dos dois comprimentos da linha de junção 121a, sobre sensivelmente toda a distância radial da preforma de pá, e cujas duas ramificações do U estendem-se até esta linha 121a para contatar a mesma, como é visto na figura 2f.

[0067] O segundo pedaço 114b tem por objetivo retirar material na proximidade da borda de ataque 115 de uma das duas preformas de pás, como mostra esquematicamente a figura 2c, enquanto que a retirada de um terceiro pedaço 114c tem por objetivo retirar material na proximidade da borda de ataque 115 da outra das duas preformas de pás.

[0068] Com efeito, o corte de afinamento do terceiro pedaço 114c é operado deslocando o cabeçote de ejeção do jato ao longo de uma linha aberta 118c apresentando globalmente a forma de um U cuja base contorna o outro comprimento

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14/16 da linha de junção 121a, sobre sensivelmente toda a distância radial da preforma de pá, e cujas duas ramificações do U estendem-se até a esta linha 121a para contatar a mesma, como visto na figura 2f.

[0069] Preferivelmente, todos os pedaços procedentes dos cortes de afinamento caem automaticamente por gravidade no receptáculo do suporte. No entanto, no caso de uma forma complexa, um pedaço pode permanecer bloqueado no seu espaço inter-pás associado após o seu corte. Também, para assegurar a sua soltura do bloco, ele então é separado, por corte por jato d’água abrasivo, em dois sub-pedaços capazes de serem soltos do bloco automaticamente por gravidade, atravessando o espaço inter-pás em formação. Neste caso de figura, é, portanto, sob o único efeito da gravidade que os dois sub-pedaços caem para baixo terminando a sua queda no receptáculo do suporte.

[0070] Uma vez todos os cortes realizados, o bloco só apresenta as preformas de pás 102 estado unidas entre elas no nível da sua cabeça 108, pelo anel 112. A etapa de corte por jato d’água abrasivo é então terminada.

[0071] Cada preforma de pá 102 assim obtida apresenta, portanto, uma superfície extradorso 121 e uma superfície intradorso 123, como mostrado na figura 2a.

[0072] A esse respeito, é notado que cada uma dentre as superfície extradorso 121 e superfície intradorso 123 é composta por porções de superfícies resultantes dos diferentes cortes. A figura 2g mostra esquematicamente a segmentação de cada uma destas duas superfícies 121, 123 representadas ao comprido, cada porção de superfície portando o valor numérico do pedaço recortado que ela fez aparecer.

[0073] Em seguida, o processo de fabricação prossegue pela realização de uma etapa de fresagem das preformas de pás 102, realizada de modo a obter esboços de pás 202 colocados em perfil. Em outros termos, o objetivo desta etapa, realizada, por exemplo, com a ajuda de uma ferramenta de fresagem de cinco eixos, é retirar o material restante sobre as preformas de pás 102, a fim de chegar o mais próximo das cotas finais, por exemplo, a 0,6 mm. Graças à forma muito afinada das preformas 102 obtidas na sequência da etapa de corte por jato d’água abrasivo, pelo

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15/16 menos uma parte da superfície destas preformas encontra-se já no perfil desejado, e não requer, portanto, tal fresagem.

[0074] Aqui, as preformas 102 são usinadas preferivelmente umas após as outras, para formar cada uma um esboço de pá 202 colocado em perfil, como representado na figura 3 que mostra, além disso, as cabeças 208 dos esboços 202 ligadas entre si pelo anel 112, formando sempre porção anular periférica do bloco 100.

[0075] O processo prossegue depois por uma etapa de retirada do anel 112 ligando as preformas 112. Esta etapa é realizada de qualquer modo conhecido apropriado pelo versado na técnica, como o corte com fio ou a fresagem. A esse respeito, a figura 4 mostra esquematicamente a dessolidarização do anel 112 do resto do bloco 100, por ruptura da ligação entre este anel 112 e as cabeças 208 dos esboços. Uma vez todas as rupturas sensivelmente circunferenciais 228 obtidas, o anel pode certamente ser extraído do bloco por deslocamento relativo ao longo do eixo 5 frente a este último. O anel 112 é então considerado como suprimido. Aqui também, alternativamente, pode-se proceder à retirada do anel 112 pela única supressão das porções deste último situadas entre os esboços 202, as outras porções situadas na extremidade radial destes esboços sendo então conservadas, por exemplo, em vista de constituir posteriormente uma parte das cabeças das pás. As rupturas procuradas não são então mais sensivelmente circunferenciais como as rupturas 228 da figura 2d, mas sensivelmente radiais, e sempre na espessura do bloco.

[0076] Depois, é realizada uma nova etapa de fresagem, esta etapa dita de acabamento visando obter, por fresagem, as pás 2 no perfil final, a partir dos esboços 202. A ferramenta utilizada permite uma usinagem mais precisa, assegurando a colocação nas cotas finais, e, portanto, a obtenção das pás 2 como isto é mostrado sobre a parte à direita da figura 5.

[0077] Neste estágio do processo, o bloco de material restante apresenta um volume inferior a 25% do volume deste mesmo bloco como ele se apresentava

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16/16 exatamente antes do início da etapa de corte com jato d’água abrasivo, exatamente após a etapa acima citada de torneamento.

[0078] Além disso, o processo pode prosseguir por uma ou várias etapas clássicas, entre as quais conta-se, como indicado acima, uma etapa de polimento, uma etapa de decapagem, uma etapa de colocação ao comprido das pás, e/ou uma etapa de balanceamento do DAM.

[0079] Como evidente, diversas modificações podem ser introduzidas pelo versado na técnica na invenção que foi descrita, unicamente a título de exemplos não limitativos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de fabricação de um disco com pás monobloco (1), compreendendo uma etapa de corte por jato d’água abrasivo de um bloco de material (100) em forma geral de disco, realizada de modo a retirar do material do bloco no nível de espaços inter-pás (110) para fazer aparecer preformas de pás (102) se estendendo radialmente a partir de um cubo (4), a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo, realizada com a ajuda de uma ferramenta comportando um cabeçote de ejeção (116) de um jato d’água abrasivo, caracterizado pelo fato de compreender:

- um corte atravessante, com o referido cabeçote de ejeção (116) em frente de uma primeira face (110a) do bloco, de um pedaço (114a) atravessando a espessura do bloco, o referido corte atravessante deixando aparecer uma linha de junção (121a) entre uma segunda face (110b) do bloco oposta à primeira, e a superfície do referido bloco recortada pelo jato d’água abrasivo; seguido

- de pelo menos um corte de afinamento, com o referido cabeçote de ejeção (116) em frente da segunda face (110b) do bloco, de um pedaço (114b, 114c) se estendendo apenas sobre uma parte da espessura do bloco, e integrando pelo menos uma parte da referida linha de junção (121a).
2. Processo de fabricação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo visando obter todos os espaços inter-pás, é sucessivamente realizado:

- o conjunto dos cortes com o referido cabeçote de ejeção em frente da primeira face do bloco (110a);

- um deslocamento relativo entre o bloco (100) e o cabeçote de ejeção (116) para conduzir este em frente da segunda face do bloco; e

- o conjunto dos cortes com o referido cabeçote de ejeção em frente da segunda face (110b) do bloco.
3. Processo de fabricação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido deslocamento relativo entre o bloco e o cabeçote de ejeção efetua-se por reviramento do bloco (100).

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4. Processo de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada de modo que pelo menos um_pedaço recortado quando de um corte de afinamento se solte do bloco automaticamente por gravidade.
5. Processo de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo é realizada de modo que, para pelo menos um pedaço recortado quando de um corte de afinamento e permanecendo bloqueado no seu espaço interpás associado após o seu corte, o referido pedaço seja separado, por corte por jato d’água abrasivo, pelo menos em dois sub-pedaços capazes de se soltar do bloco automaticamente por gravidade.
6. Processo de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que cada corte de afinamento é um corte de cinco eixos.
7. Processo de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o referido corte atravessante é um corte de três eixos.
8. Processo de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de corte por jato d’água abrasivo do bloco de material é realizada de modo a fazer aparecer as preformas de pás (102) se estendendo radialmente a partir do cubo (4), conservando ao mesmo tempo material formando meios de ligação (112) entre pelo menos duas preformas de pás diretamente consecutivas, os referidos meios de ligação sendo espaçados radialmente do referido cubo.
9. Processo de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende igualmente:

- uma etapa de fresagem das preformas de pás (102) realizada de modo a obter esboços de pás (202) colocados em perfil; e

- uma etapa de acabamento por fresagem dos esboços de pás (202), de modo a obter as pás (2) no perfil final.