BR112012030896B1

BR112012030896B1 - Método de fabricação de um conjunto de lâminas de turbomáquina, conjunto de lâminas de turbomáquina, disco de turbomáquina, e, turbomáquina

Info

Publication number: BR112012030896B1
Application number: BR112012030896-3A
Authority: BR
Inventors: Clément Roussille; Julien Mateo
Original assignee: Herakles; Snecma
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2020-03-17
Also published as: EP2585281B1; FR2961845B1; EP2585281A1; RU2012153795A; JP5996530B2; CA2799707A1; JP2013532257A; WO2012001278A1; CN102958680A; CA2799707C; BR112012030896A2; FR2961845A1; RU2562983C2; CN102958680B

Abstract

método de fabricação de um conjunto de lâminas de turbomáquina, conjunto de lâminas de turbomáquina, disco de turbomáquina, e, turbomáquina a invenção se refere a uma lâmina de turbomáquina (100) feita de um material compósito que inclui um reforço fibroso obtido por tecelagem tridimensional de fios e densificado por uma matriz, a lâmina incluindo uma primeira porção que constitui um aerofólio (120) e uma raiz de lâmina (130). a primeira porção constitui uma única peça com pelo menos uma segunda porção que constitui uma plataforma interna da lâmina (140), sendo a lâmina desprovida de uma parede de lâmina anti-inclinação, ou parede de lâmina anti-inclinação, a lâmina desprovida de uma plataforma interna da lâmina. a primeira porção também constitui uma única peça com pelo menos uma terceira porção que constitui um suporte de placa na plataforma externa da lâmina (160), sendo a lâmina desprovida de um limpador da placa na plataforma externa da lâmina, ou limpador da placa na plataforma externa da lâmina, a lâmina desprovida de uma placa do suporte na plataforma externa da lâmina.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

Pedido de patente de invenção para “MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM CONJUNTO DE LÂMINAS DE TURBOMÁQUINA, CONJUNTO DE LÂMINAS DE TURBOMÁQUINA, DISCO DE TURBOMÁQUINA, E, TURBOMÁQUINA” Fundamentos da invenção [001] A presente invenção se refere às lâminas de turbomáquina feitas de material compósito incluindo reforço fibroso densificado por uma matriz.

[002] O campo visado é o das lâminas de turbina de gás para motores de aeronaves ou turbinas industriais.

[003] Propõe-se a fabricação das lâminas de turbomáquina de material compósito. Pode-ser fazer referência em particular ao pedido de patente internacional PCT/FR2009/052309 depositado em conjunto pela SNECMA e SNECMA Propulsion Solide. Este pedido descreve a fabricação de uma lâmina de turbomáquina feita de material compósito incluindo reforço fibroso densificado por uma matriz. Mais precisamente, este método apresenta a característica de que a fibra pura fabricada pela tecelagem tridimensional é formatada para obter uma única pré-forma de fibra tendo a primeira porção constituindo um aerofólio e uma pré-forma de raiz de lâmina e pelo menos uma segunda porção constituindo uma plataforma interna ou pré-forma da plataforma externa da lâmina. Assim, após a densificação da pré-forma, é possível obter uma lâmina feita de material compósito tendo reforço fibroso consistindo na pré-forma e densificado por uma matriz e formando uma única peça com uma plataforma interna e/ou plataforma externa integrada.

[004] A lâmina obtida por este método tem a desvantagem de que sua plataforma externa não pode integrar-se à função vedante (pela presença de limpadores) no alojamento que circunda as lâminas e à função aerodinâmica (pela presença de coberturas de suportes definindo o exterior do trajeto da corrente de gás na turbina).

[005] O pedido de patente francês n.° 09 58931, depositado em conjunto pela SNECMA e SNECMA Propulsion Solide, descreve a fabricação de uma lâmina feita de material compósito formando uma única peça com uma plataforma interna e uma plataforma externa integradas, a plataforma externa apresentando a função vedante e a função aerodinâmica.

[006] Entretanto, a fabricação da plataforma externa pelo método descrito no pedido de patente francês n.° 09 58931 envolve, em particular, as operações de formatação e moldagem das estruturas da fibra de camada dupla, operações que são completamente viáveis, podendo, porém, ser mais complexas na execução do que as estruturas de uma única camada. Além disso, a lâmina fabricada não incorpora uma parede anti-inclinação.

[007] Outrossim, em caso de dano à plataforma externa da lâmina, fabricada de acordo com o método descrito no pedido de patente francês n.° 09 58931, a função aerodinâmica e a função vedante são impactadas em razão da plataforma externa ser formada por uma única peça que apresenta as duas funções.

Objeto e resumo da invenção [008] É desejável haver lâminas de turbomáquina feitas de material compósito, particularmente, mas não necessariamente, feitas de material compósito termoestrutural, como CMC, para compressores de turbomáquina ou turbinas, e lâminas que são de fabricação relativamente simples e que incorporam as funções necessárias, particularmente as funções vedantes, de definição da passagem da corrente de fluxo (função aerodinâmica) e de anti-inclinação.

[009] Para este fim, de acordo com a presente invenção, propõe-se um método para a fabricação de uma lâmina de turbomáquina feita de material compósito incluindo reforço fibroso densificado por uma matriz, o método inclui o seguinte: - fabricação por tecelagem tridimensional de uma única fibra pura; - formatação da fibra pura para obter uma pré-forma da lâmina de uma única fibra que tem o seguinte: - uma primeira porção constituindo uma lâmina e uma pré-forma de raiz da lâmina, - uma segunda porção constituindo uma pré-forma da plataforma interna da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da parede da lâmina anti-inclinação, ou constituída da parede da lâmina anti-inclinação, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção constituindo a pré-forma no placa do suporte da plataforma externa da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, ou - uma segunda porção constituindo a pré-forma da parede da lâmina anti-inclinação, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção constituindo a pré-forma do placa do suporte na plataforma externa da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, ou constituindo a pré-forma do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma no placa do suporte na plataforma externa da lâmina, - densificação da pré-forma por uma matriz para obter uma lâmina feita de material compósito que tem reforço fibroso consistindo na pré-forma e densificada pela matriz, e constituindo uma única peça com dois dos seguintes elementos: plataforma interna da lâmina, parede da lâmina anti-inclinação, suportes da plataforma externa da lâmina, ou com dois dos seguintes elementos: parede da lâmina anti-inclinação, suportes da plataforma externa da lâmina e limpadores da plataforma externa da lâmina. [0010] Comparada ao método descrito no pedido de patente n.° 09 58931, a invenção contempla a primeira lâmina apresentando duas das seguintes funções: definição da passagem de fluxo radialmente interna, definição da passagem de fluxo radialmente externa, vedação e anti-inclinação, e a segunda lâmina apresentando as outras duas funções não propiciadas pela primeira lâmina, cada uma destas funções é realizada por porções distintas das lâminas que são fabricadas com texturas de uma única camada. A primeira e a segunda lâmina fabricadas apresentam geometrias complementares que possibilitam, ao intercalar a primeira e segunda lâmina em sucessão, conferir todas as funções necessárias nas duas superfícies dos aerofólios que dão de frente para cada lâmina.

[0011] De acordo com uma característica vantajosa do método, na direção longitudinal da fibra pura correspondente à direção longitudinal da lâmina a ser fabricada, a fibra pura inclui a primeira série de várias camadas de fios que são interligados, para constituírem a primeira porção da fibra pura correspondente à pré-forma da lâmina e à raiz da lâmina, e a segunda série de várias camadas de fios que são interligados pelo menos localmente, para constituírem a segunda porção da fibra pura correspondente à pré-forma da plataforma ou da parede anti-inclinação e a terceira porção da fibra pura correspondente ao suporte na plataforma externa da lâmina ou à pré-forma dos limpadores da placa, os fios da segunda série das camadas de fios não sendo ligados aos fios da segunda série das camadas de fios, e a primeira série das camadas de fios tendo fios da segunda série das camadas de fios que passam por ela na ou em cada segunda porção da fibra pura.

[0012] A apresentação das áreas de separação permite a formatação da pré-forma da fibra sem o corte dos fios conectores, visto que ele pode reduzir a resistência mecânica do reforço da fibra e, consequentemente, da lâmina fabricada.

[0013] De acordo com outra característica do método, a fibra pura é tecida com uma segunda série contínua das camadas de fios e pela formatação da fibra pura que inclui a eliminação, por meio de corte, das porções da segunda série das camadas de fios fora da segunda porção da fibra pura e da terceira porção da fibra pura.

[0014] De acordo com outra característica do método, no local ou pelo menos em um dos locais em que a primeira série das camadas de fios tem fios da segunda série das camadas de fios que passam por ela, a interseção entre a camada de fio da primeira série e a camada de fio da segunda série acompanha a linha que não é ortogonal à direção longitudinal da fibra pura. [0015] É também possível fabricar uma lâmina feita de material compósito com uma plataforma interna e/ou plataforma externa que se estende geralmente de forma não perpendicular à direção longitudinal da lâmina.

[0016] De acordo com mais uma característica do método, na primeira porção da fibra pura e na direção correspondente àquela estendida ao longo do perfil de um aerofólio de espessura variável na lâmina a ser fabricada, o número das camadas de fios na direção longitudinal na primeira série das camadas de fios é constante. Os fios da primeira série de fios podem ter peso e/ou quantidade variável.

[0017] Vantajosamente, uma faixa compreendendo uma sucessão de fibras puras é fabricada pela tecelagem tridimensional. Elas podem ser cortadas da faixa. As fibras podem ser tecidas com a direção longitudinal da lâmina a ser fabricada na direção da trama ou na direção da teia.

[0018] De acordo com a presente invenção, propõe-se também uma lâmina de turbomáquina feita de material compósito tendo reforço fibroso obtido pela tecelagem tridimensional dos fios e densificada por uma matriz, a lâmina incluindo uma primeira porção constituindo o aerofólio e a raiz da lâmina, caracterizada pela primeira porção constituir uma única peça com pelo menos o seguinte: - uma segunda porção constituindo a plataforma da lâmina, a lâmina desprovida da parede de lâmina anti-inclinação, ou da parede de lâmina anti-inclinação (250), a lâmina desprovida da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção constituindo um placa do suporte na plataforma externa da lâmina, a lâmina desprovida do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, ou - uma segunda porção constituindo a parede da lâmina anti-inclinação, a lâmina desprovida da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção constituindo o placa do suporte na plataforma externa da lâmina, a lâmina desprovida do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, ou do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, a lâmina desprovida do placa do suporte na plataforma externa da lâmina.

[0019] A invenção também propõe um conjunto de lâminas que compreende a primeira e a segunda lâminas, de acordo com a lâmina da invenção, a segunda porção da primeira lâmina constituindo a plataforma interna da lâmina, a primeira lâmina desprovida da parede da lâmina anti-inclinação, a terceira porção da primeira lâmina constituindo o placa do suporte na plataforma externa da lâmina, a primeira lâmina desprovida do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, a segunda porção da segunda lâmina constituindo a parede da lâmina anti-inclinação, a segunda lâmina desprovida da plataforma interna da lâmina, a terceira porção da segunda lâmina constituindo o placa do limpador na plataforma externa da lâmina e a segunda lâmina desprovida do placa do suporte na plataforma externa da lâmina.

[0020] De acordo com uma variante da implementação, a invenção também propõe um conjunto de lâminas que compreende uma primeira e uma segunda lâminas, de acordo com a lâmina da invenção, a segunda porção da primeira lâmina constituindo a parede da lâmina anti-inclinação, a primeira lâmina desprovida da plataforma interna da lâmina, a terceira porção da primeira lâmina constituindo o placa do limpador na plataforma externa da lâmina, a primeira lâmina desprovida do placa do limpador na plataforma externa da lâmina, a segunda porção da segunda lâmina constituindo a plataforma interna da lâmina, a segunda lâmina desprovida da parede da lâmina anti-inclinação, a terceira porção da segunda lâmina constituindo o placa do limpador na plataforma externa e a segunda lâmina desprovida do placa do suporte na plataforma externa da lâmina.

[0021] A lâmina pode ser feita de um material compósito de matriz cerâmica.

[0022] De acordo com uma característica da lâmina, os fios constituem a porção do reforço da fibra correspondente à segunda porção da lâmina que passa pela porção do reforço da fibra correspondente à primeira porção da lâmina.

[0023] O aerofólio da lâmina pode apresentar um perfil de espessura variável ao longo do qual a parte do reforço da fibra correspondente à primeira porção da lâmina tem, na direção longitudinal da lâmina, um número constante de camadas de fios tendo peso e/ou quantidade variável, ou um número variável de camadas de fios.

[0024] A invenção também se refere a um rotor ou disco de turbomáquina e a uma turbomáquina equipada com uma pluralidade de conjuntos de lâminas, como aquelas definidas acima.

Breve descrição dos desenhos [0025] A invenção é melhor compreendida a partir da descrição a seguir, como indicação mas sem limitação, com referência aos seguintes desenhos em anexo: - a Figura 1 é uma vista perspectiva de uma lâmina da turbomáquina com uma plataforma interna integrada e um suporte na plataforma externa; - a Figura 2 é uma vista perspectiva de uma lâmina da turbomáquina com uma parede anti-inclinação integrada e um placa do limpador na plataforma externa; - a Figura 3 ilustra de forma muito esquemática a disposição das duas séries das camadas de fios de fibra pura tecida de modo tridimensional destinada à fabricação de uma pré-forma de fibra de lâmina, como aquela ilustrada na Figura 1; - as Figuras 4 e 5 ilustram as etapas sucessivas da fabricação de uma pré-forma de fibra de lâmina, como aquela ilustrada na Figura 1, a partir da fibra pura da Figura 3; - as Figuras 6 e 7 ilustram as etapas sucessivas da fabricação de uma pré-forma de fibra de lâmina, como aquela ilustrada na Figura 2, a partir da fibra pura da Figura 3; - a Figura 8 é uma vista da seção que mostra o perfil achatado do aerofólio da lâmina, como aquela na Figura 1 ou 2; - a Figura 9 é uma vista da seção de uma série das camadas de fios da teia que possibilita obter um perfil como aquele da Figura 8; - as Figuras 10A e 10B são vistas da seção da teia que mostram um método de tecelagem da fibra pura da Figura 1; - a Figura 11A é uma vista da seção parcial em um plano paralelo nas direções da teia e da trama em uma porção da fibra pura, na Figura 3, correspondente ao local da junção entre o aerofólio e a plataforma interna da lâmina ou parede anti-inclinação; - a Figura 11B é uma seção da trama parcial em uma porção da fibra pura, na Figura 3, correspondente ao local da junção entre o aerofólio e a plataforma interna da lâmina ou parede anti-inclinação; - a Figura 12A é uma vista da seção parcial em um plano paralelo nas direções da teia e da trama em uma porção da fibra pura, na Figura 3, correspondente ao local da junção entre o aerofólio e o suporte na plataforma externa da lâmina ou placa do limpador; - a Figura 12B é uma vista da seção parcial em uma porção da fibra pura, na Figura 3, correspondente ao local da junção entre o aerofólio e o suporte na plataforma externa da lâmina ou placa do limpador; - a Figura 13A é uma vista da seção da trama que mostra um exemplo de disposição dos fios da trama em uma porção da fibra pura correspondente à porção da raiz do aerofólio; - as Figuras 13B a 13D são vistas da seção da trama que mostram planos da teia de um exemplo de tecelagem (multicamada) tridimensional na porção da fibra pura da Figura 13A; - a Figura 14 é uma vista da seção esquemática parcial que mostra outra modalidade de uma porção da fibra correspondente à raiz do aerofólio; - as Figuras 15 e 16 ilustram de forma muito esquemática duas modalidades de uma faixa de fibra tecida e obtida pela tecelagem tridimensional incluindo uma pluralidade de fibras puras, como aquela na Figura 3; - a Figura 17 indica as etapas sucessivas de uma modalidade do método de fabricação de uma lâmina de turbomáquina em conformidade com a invenção. - a Figura 18 indica as etapas sucessivas de outra modalidade do método de fabricação de uma lâmina de turbomáquina em conformidade com a invenção; e - a Figura 19 mostra a montagem do rotor da turbomáquina de uma pluralidade de lâminas similar àquelas das Figuras 1 e 2.

Descrição detalhada das modalidades [0026] A invenção se aplica a diferentes tipos de turbomáquinas com plataformas internas e/ou plataformas externas integradas, particularmente ao compressor e as lâminas da turbina de diferentes corpos de turbina de gás, por exemplo, uma lâmina com rotor de turbina de baixa pressão (BP), como aquelas ilustradas nas Figuras 1 e 2.

[0027] A Figura 1 ilustra a primeira lâmina 100 que inclui, de forma bem conhecida, um aerofólio 120, uma raiz 130 consistindo em uma porção tendo uma maior espessura, por exemplo, com uma seção em forma de lâmpada, continuando em uma presilha 132. O aerofólio 120 se estende na direção longitudinal entre sua raiz 130 e sua ponta 121 e tem um perfil copado na seção transversa com espessura variável definindo duas superfícies 122 e 123 correspondentes, respectivamente, à superfície superior e à superfície inferior do aerofólio 120 e cada uma delas conecta a borda dianteira 120a e a borda traseira 120b desta última.

[0028] A lâmina 100 é montada sobre o rotor da turbina (não ilustrado) pela inserção da raiz 130 no recesso de encaixe apresentado na periferia do rotor.

[0029] Em conformidade com uma modalidade da invenção, o aerofólio 120 também inclui uma plataforma interna da lâmina 140 e um placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160.

[0030] Mais precisamente, em sua extremidade radialmente interna, o aerofólio 120 conecta na plataforma interna da lâmina 140 a superfície externa (ou superior) 142 pela qual é definida, de modo radialmente interno, a passagem de fluxo da corrente de gás f. Em suas porções extremas a montante e a jusante (na direção f do fluxo da corrente de gás), a plataforma interna 140 termina nos suportes de cobertura 144 e 146. Além disso, entre suas porções extremas a montante e a jusante, a plataforma interna 140 apresenta uma porção oca 147 em sua borda localizada no lado da superfície 123 do aerofólio 120, a forma da porção oca 147 sendo definida para cooperar com a superfície 222 (superfície superior) da lâmina 200, descrita a seguir, com a qual a lâmina 100 é projetada para cooperar. Em sua borda oposta, que é aquela presente no lado 122 do aerofólio 120, a plataforma interna 140 apresenta uma porção 148 que projeta a forma por onde é definida, para cooperar com a superfície 223 (superfície inferior) do aerofólio 220, descrito a seguir, e com a qual a lâmina 100 é projetada para cooperar.

[0031] No exemplo ilustrado, a superfície 142 da plataforma interna é substancialmente perpendicular à direção longitudinal da lâmina. Dependendo do perfil pretendido da superfície interna da passagem de fluxo da corrente de gás, a superfície 142 da plataforma interna pode também ser inclinada, formando geralmente um ângulo não nulo em relação ao normal na direção longitudinal da lâmina, ou a superfície 142 pode ter, por exemplo, um perfil geralmente não retilíneo e copado.

[0032] A lâmina 120 também conecta em sua extremidade radialmente interna no placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160, que é definida em sua superfície interna (inferior) 161, radialmente externa, a passagem de fluxo da corrente de gás f. Em suas porções extremas a montante e a jusante, o placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160 termina nos suportes de cobertura 162 e 163.

[0033] Além disso, entre suas partes extremas a montante e a jusante, o placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160 apresenta uma porção oca 164 em sua borda localizada no lado da superfície 123 do aerofólio 120, a forma da porção oca 164 sendo definida para cooperar com a superfície 222 (superfície superior) do aerofólio 200, descrito a seguir, e com a qual o aerofólio 100 é projetado para cooperar. Em sua borda oposta, que é aquela presente no lado 122 do aerofólio 120, o placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160 apresenta uma porção que projeta a forma por onde é definida, para cooperar com a superfície 223 (superfície inferior) do aerofólio 220, descrito a seguir, e com a qual a lâmina 100 é projetada para cooperar.

[0034] No exemplo ilustrado, a superfície 161 do placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160 se estende substancial e perpendicularmente na direção longitudinal da lâmina. Como uma variante, dependendo do perfil pretendido da superfície externa da passagem de fluxo da corrente de gás, a superfície 161 pode ser inclinada formando geralmente um ângulo não nulo em relação ao normal na direção longitudinal da lâmina, ou a superfície 161 pode ter, por exemplo, um perfil geralmente não retilíneo e copado.

[0035] Além disso, o aerofólio 120 é desprovido da parede anti-inclinação em sua extremidade radialmente interna e dos limpadores na plataforma externa da lâmina em sua extremidade radialmente externa.

[0036] A Figura 2 ilustra a segunda lâmina 200 proj etada para cooperar com a lâmina 100 e que inclui um aerofólio 220, uma raiz 230 constituída por uma porção tendo uma maior espessura, tendo, por exemplo, uma seção em forma de lâmpada, continuando em uma presilha 232. O aerofólio 200 se estende na direção longitudinal entre sua raiz 230 e sua ponta 221 e apresenta um perfil copado na seção transversa com espessura variável definindo duas superfícies 222 e 223 correspondentes, respectivamente, à superfície superior e à superfície inferior do aerofólio 200 e cada uma delas conecta a borda dianteira 220a e a borda traseira 220b desta última. A lâmina 200 é montada sobre o rotor da turbina (não ilustrado) pela inserção da raiz 230 no recesso de encaixe apresentado na periferia do rotor.

[0037] Em conformidade com uma modalidade da invenção, em sua extremidade radial, o aerofólio 200 é conectado na parede anti-inclinação 250 que compreende flancos 251 e 252 em suas extremidades a montante e a jusante capazes de impedir a inclinação da lâmina quando esta é montada no rotor da turbina.

[0038] Entre suas extremidades a montante e a jusante, a parede anti-inclinação 250 apresenta uma porção oca 253 em sua borda localizada no lado da superfície 223 do aerofólio 220, a forma da porção oca 253 sendo definida para cooperar com a superfície 122 (superfície superior) do aerofólio 100, descrita previamente, com a qual a lâmina 200 é projetada para cooperar. Em sua borda oposta, que é aquela presente no lado 222 do aerofólio 220, a parede anti-inclinação 250 apresenta uma porção 254 que projeta a forma por onde é definida, para cooperar com a superfície 123 (superfície inferior) do aerofólio 100, descrito a seguir, e com a qual a lâmina 200 é projetada para cooperar.

[0039] Além disso, em sua extremidade radialmente externa, o aerofólio 220 é conectado no placa do limpador na plataforma externa da lâmina 270. Em sua superfície externa (superior) 272, o placa do limpador na plataforma externa da lâmina 270 define uma depressão ou banheira 273. Ao longo das bordas a montante a jusante da banheira 273, a placa 270 sustenta limpadores 274 e 275 tendo perfis dentados cujas pontas podem penetrar na camada de material abrasível do anel da turbina (não mostrado), para reduzir o espaço entre a ponta da lâmina e o anel da turbina.

[0040] As porções centrais da parede anti-inclinação 250 e do placa do limpador na plataforma externa da lâmina 270 se estendem substancial e perpendicularmente na direção longitudinal da lâmina. Como uma variante, dependendo do perfil pretendido da superfície externa da passagem de fluxo da corrente de gás, as porções centrais destes elementos podem ser inclinadas, formando geralmente um ângulo não nulo em relação ao normal na direção longitudinal da lâmina, ou podem ter, por exemplo, um perfil geralmente não retilíneo e copado.

[0041] Além disso, o aerofólio 220 é desprovido de uma plataforma interna em sua extremidade radialmente interna e do placa do suporte na plataforma externa da lâmina em sua extremidade radialmente externa, estes dois elementos sendo montados sobre o aerofólio 220 durante sua montagem em aerofólios 100, como explicado a seguir.

[0042] Assim, com sua plataforma interna 140 e seu placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160, a lâmina 100 apresenta a função de definir a passagem enquanto que, com sua parede anti-inclinação 250 e seu placa do suporte na plataforma externa da lâmina 270, a lâmina confere 200 as funções de vedação e anti-inclinação.

[0043] A Figura 3 mostra de forma muito esquemática uma fibra pura 300 a partir da qual a pré-forma da lâmina da fibra pode ser formatada para obter, após a densificação pela matriz e possível mecanização, uma lâmina feita de material compósito tendo uma plataforma interna integrada e um placa do suporte na plataforma externa, como a lâmina 100 ilustrada na Figura 1.

[0044] A fibra 300 consiste em duas porções 302, 304 obtidas pela tecelagem tridimensional ou tecelagem multicamadas, sendo mostrados somente os envelopes destas duas porções na Figura 3. A porção 302 é projetada, após a formatação, para constituir uma porção da pré-forma da lâmina da fibra correspondente ao aerofólio e à pré-forma da raiz da lâmina, esta porção exibe uma superfície 302a projetada para constituir a superfície inferior do aerofólio e uma superfície 302b projetada para constituir a superfície superior do aerofólio. A porção 304 é projetada, após a formatação, para constituir as porções da pré-forma da lâmina da fibra correspondente à plataforma interna e às pré-formas no placa do suporte na plataforma externa da lâmina.

[0045] As duas porções 302, 304 são na forma de faixas que se estendem geralmente em uma direção x correspondente à direção longitudinal da lâmina a ser fabricada. A faixa da fibra 302 apresenta, em sua porção projetada para formar a pré-forma da lâmina, uma determinada espessura variável de acordo com a espessura do perfil do aerofólio da lâmina a ser fabricada. Em sua porção projetada para constituir a pré-forma da raiz, a faixa da fibra 302 apresenta uma determinada espessura extra 303 de acordo com a espessura da raiz da lâmina a ser fabricada.

[0046] A faixa da fibra 302 tem uma largura 1 selecionada de acordo com o comprimento do perfil desenvolvido (achatado) do aerofólio e da raiz da lâmina a ser fabricada, enquanto que a faixa da fibra 304 tem uma largura L superior àquela 1 selecionada de acordo com os comprimentos desenvolvidos da plataforma interna e do placa do suporte na plataforma externa da lâmina a ser fabricada (ou da parede anti-inclinação e do placa do limpador na plataforma externa da lâmina a ser fabricada).

[0047] A faixa da fibra 304 tem uma espessura substancialmente constante determinada de acordo com a espessura da plataforma interna e do placa do suporte na plataforma externa da lâmina a ser fabricada (ou da parede anti-inclinação e do placa do limpador na plataforma externa da lâmina a ser fabricada). A faixa 304 inclui a primeira porção 304a que se estende ao longo e na proximidade da primeira superfície 302a (superfície inferior) da faixa 302, a segunda porção 304b que se estende ao longo e na proximidade da segunda superfície 302b (superfície superior) da faixa 302 e a terceira porção 305a que se estende ao longo e na proximidade da primeira face 302a da faixa 302.

[0048] As porções 304a e 304b estão, pela porção conectora 304c que se estende transversamente em relação à faixa 302, em um local correspondente àquele da plataforma interna da lâmina a ser fabricada. A porção da conexão 340c passa pela faixa substancial e perpendicularmente à direção longitudinal da fibra pura. As porções 304b e 305a estão, pela porção conectora 350c que se estende transversamente em relação à faixa 302 seguida de um perfil de ondulado, em um local correspondente àquele do placa do suporte na plataforma externa a ser fabricada. Dependendo da geometria pretendida do placa do suporte na plataforma externa da lâmina, a porção de conexão 340c e/ou a porção de conexão 350c pode passar pela faixa 302 formando um ângulo não nulo em relação ao normal na direção longitudinal x da fibra. Além disso, o perfil da porção de conexão 340c e/ou aquele da porção de conexão 350c pode ser curvilíneo ao invés de retilíneo, como no exemplo ilustrado.

[0049] Como descrito em maiores detalhes mais adiante, as faixas 302 e 304 são tecidas simultaneamente pela tecelagem tridimensional, sem qualquer ligação entre a faixa 302 e as porções 304a, 304b e 305a da faixa 304, e pela tecelagem contínua de uma pluralidade de fibras sucessivas 300 na direção x.

[0050] As Figuras 4 a 6 mostram de forma muito esquemática o modo pelo qual a pré-forma da fibra com uma forma próxima daquela da lâmina a ser fabricada pode ser obtida a partir da fibra pura 300.

[0051] A faixa da fibra 302 é cortada em uma extremidade pela espessura extra 303 e em outra extremidade ligeiramente além da porção de conexão 350c para que seja obtida uma faixa 320 correspondente à dimensão longitudinal da lâmina a ser fabricada por uma porção estufada 330 constituída por uma porção da espessura extra 303 e localizada em um local correspondente à posição da raiz da lâmina a ser fabricada. A faixa 320 apresenta uma superfície 320a projetada para constituir o lado da superfície inferior do aerofólio e uma superfície 320b projetada para constituir o lado da superfície superior do aerofólio.

[0052] Além disso, são feitos cortes nas extremidades das porções 304a, 305a da faixa 304 e na porção 304b desta para deixar segmentos 340a e 340b restantes nos dois lados da porção conectora 340c, e segmentos 350a e 350b nos dois lados da porção conectora 350c, como mostrado na Figura 4. Os comprimentos dos segmentos 340a, 340b e 350a, 350b são determinados de acordo com os comprimentos da plataforma interna e do placa do suporte na plataforma externa da lâmina a ser fabricada.

[0053] Devido à ausência de ligação entre a faixa 302 da fibra pura, de um lado, e as porções 304a, 304b e 305a, de outro, os segmentos 340a, 340b, 350a e 350b podem ser dobrados perpendicularmente à faixa 302 sem cortar os fios para formar as placas 340, 360, como mostrado na Figura 5.

[0054] A pré-forma da fibra 400 da lâmina a ser fabricada é obtida pela moldagem com a deformação da faixa 302, para reproduzir o perfil copado do aerofólio da lâmina e a deformação das placas 340, 360, para reproduzir as formas similares àquelas da plataforma interna e do placa do suporte na plataforma externa da lâmina, como mostrado na Figura 6. A pré-forma que é obtida tem uma porção de pré-forma do aerofólio 420, uma porção de pré-forma da raiz 430 (com pré-forma de presilha) e porções de pré-forma da plataforma interna e da plataforma externa 440, 460.

[0055] A Figura 7 mostra de forma muito esquemática a pré-forma da fibra 500 possibilitando obter, após a densificação pela matriz e pelo possível encaixe, uma lâmina feita de material compósito tendo uma parede anti-inclinação integral e um placa do limpador na plataforma externa, como a lâmina 200 ilustrada na Figura 2. A pré-forma 500 é obtida pela tecelagem tridimensional ou tecelagem multicamada em três porções e pelo corte destas porções em segmentos, como já descrito anteriormente em relação às Figuras 3 a 5, e pela moldagem com deformação da faixa, para reproduzir o perfil copado do aerofólio da lâmina e a deformação das placas inferior e superior, para reproduzir as formas similares àquelas da parede anti-inclinação e do placa do limpador na plataforma externa, como mostrado na Figura 7. A pré-forma 500 é obtida pela porção da pré-forma do aerofólio 520, pela porção da pré-forma da raiz 550 (com pré-forma da presilha) e pela pré-forma da parede anti-inclinação e pelas porções da pré-forma do placa do limpador na plataforma externa 550, 570.

[0056] Como descrito mais adiante, as etapas de fabricação da pré-forma da lâmina, a partir da fibra pura, são vantajosamente pré-formadas após o tratamento das fibras da fibra branca e sua impregnação com um composto de consolidação.

[0057] O método da tecelagem tridimensional da fibra pura 300 é descrito a seguir em maiores detalhes.

[0058] Presume-se que a tecelagem é realizada com fios da teia que se estendem na direção longitudinal x da fibra, especificando-se que a tecelagem com fios da trama nesta direção é também possível.

[0059] A variação da espessura da faixa 302 em relação a sua largura é obtida pelo uso dos fios da teia que têm peso variável. Como uma variante ou adicionalmente, é possível variar a quantidade dos fios da teia (número de fios por comprimento unitário na direção da trama), a quantidade inferior permite um maior afilamento durante a formatação da pré-forma pela moldagem.

[0060] Assim, para obter o perfil do aerofólio da lâmina, como aquele mostrado na projeção achatada da Figura 8, podem ser utilizadas 3 camadas de fios da teia com peso e quantidade variáveis, como ilustrado na Figura 9. [0061] Em um exemplo de implementação, os fios utilizados podem ser fios de carboneto de silício (SiC) fornecidos com a marca “Nicalon”, da empresa japonesa Nippon Carbon, e pesando (número de filamentos) 0,5K (500 filamentos).

[0062] A teia é feita de fios de SiC de 0,5K e fios de SiC de 1K obtidos pela combinação de dois fios de 0,5K, os dois fios são combinados por cobertura. A cobertura é vantajosamente realizada com um fio de natureza temporária capaz de ser eliminado após a tecelagem, por exemplo, um fio feito de álcool polivinílico (PVA) que pode ser eliminado ao ser dissolvido em água.

[0063] A Tabela I abaixo especifica, para cada coluna dos fios da teia, a quantidade (número de fios/cm no comprimento do perfil), o número de fios de 0,5K, o número de fios de 1K e a espessura do perfil em mm, que varia, neste caso, entre aproximadamente 1 mm e 2,5 mm: Tabela I

[0064] Naturalmente, dependendo dos pesos dos fios disponíveis, diferentes combinações de números de camadas de fios e de variações de quantidade e peso podem ser adotadas em relação ao perfil a ser obtido.

[0065] Figuras 10A, 10B mostram, na seção da teia, dois planos sucessivos de um tecido que pode ser utilizado para tecer a fibra pura 300 fora da espessura extra 303.

[0066] A faixa 302 da fibra pura 300 inclui uma série de camadas de fios da teia, o número de camadas, neste caso, sendo igual a 3, por exemplo, (camadas C11, C12, C13). As camadas dos fios da teia são entremeadas com fios da trama t1 pela tecelagem tridimensional.

[0067] A faixa 304 também inclui uma série de camadas de fios da teia também igual a 3, por exemplo, (camadas C21, C22, C23) entremeadas com fios da trama t2 pela tecelagem tridimensional, como a faixa 302.

[0068] Pretende-se que os fios da trama ti não se estendam até as camadas dos fios da teia da faixa 304 e que os fios da trama t2 não se estendam até as camadas dos fios da teia da faixa 304, para garantir que elas não sejam interligadas.

[0069] No exemplo ilustrado, o tecido é um tecido multicamada elaborado com um tecido do tipo acetinado ou multi acetinado. Podem ser utilizados outros tipos de tecido tridimensional, por exemplo, um tecido multicamada com um tecido plano múltiplo ou tecelagem com um tecido do tipo “entrelaçado”. A expressão “tecido entrelaçado” é aqui utilizada para expressar um tipo de tecido em que cada camada dos fios da trama conecta diversas camadas dos fios da teia com todos os fios da mesma coluna dos fios da teia tendo o mesmo trajeto no plano do tecido.

[0070] Os diferentes métodos de tecelagem tridimensional são descritos, em particular, no documento WO 2006/136755.

[0071] A Figura 11A é uma vista seccional paralela às direções da teia e da trama na reticulação da faixa 302 pela porção conectora 340c da faixa 304 da fibra pura da Figura 3, os fios da teia desta porção conectora sendo visto nesta seção. Cada camada dos fios da teia se estende, nesta porção conectora 340c, na direção perpendicular à direção da trama da faixa 302. A passagem da faixa 304 de um lado para o outro da faixa 302 é conferida, durante a tecelagem, pela passagem de cada fio da teia da faixa 304 por todos os fios da teia e trama da faixa 302, individualmente.

[0072] A Figura 11B é uma vista da seção da trama na reticulação da faixa 302 pela porção conectora 340c da faixa 304 da fibra pura na Figura 3. No exemplo ilustrado, como já apresentado, a porção conectora 340c se estende perpendicularmente à direção da teia da faixa 302. Entretanto, é possível existir uma porção conectora 350c que se estende para formar um ângulo nulo em relação ao normal na direção da teia, dependendo da orientação pretendida do placa do suporte na plataforma externa da lâmina (ou do placa do limpador na plataforma externa).

[0073] A Figura 12A é uma vista da seção paralela às direções da teia e da trama na reticulação da faixa 302 pela porção conectora 350c da faixa 304 da fibra pura da Figura 3, os fios da teia desta porção conectora sendo vistos na seção. Cada camada dos fios da teia se estende, nesta porção conectora 350c, na direção perpendicular à direção da trama da faixa 302 seguida de um perfil ondulado.

[0074] A Figura 12B é uma vista da seção da trama na reticulação da faixa 302 pela porção conectora 350c da faixa 304. No exemplo ilustrado, como previamente apresentado, a porção conectora 350c se estende perpendicularmente à direção da teia da faixa 302 seguida de um perfil ondulado. Entretanto, em relação à porção conectora 340c, é possível existir uma porção conectora 350c que se estende de forma retilínea, ao mesmo tempo que é formado um ângulo nulo em relação ao normal na direção da teia, dependendo da orientação pretendida do placa do suporte na plataforma externa da lâmina (ou do placa do limpador na plataforma externa).

[0075] A espessura extra 303 pode ser obtida pelo uso dos fios da trama com peso superior e camadas suplementares dos fios da trama, como mostrado, por exemplo, na Figura 13A.

[0076] Na Figura 13A, o número de camadas dos fios da trama, neste exemplo, muda de 4 para 7 entre uma porção 3021 da faixa 302 correspondente à presilha da lâmina e à porção 3023 da faixa 302 que apresenta a espessura extra 303.

[0077] Além disso, são utilizados os fios da trama t1, t’i, t”1 de diferentes pesos, os fios t1 sendo, por exemplo, fios de SiC da Nicalon com peso de 0,5K (500 filamentos), os fios t’i sendo obtidos pela combinação de dois fios de 0,5K e os fios t”1 pela combinação de três fios de 0,5K.

[0078] O tecido da fibra pura 3023 necessita de um número superior de camadas de fios de urdidura do que na porção 3021. Isto é obtido vantajosamente durante a transição entre 3021 e a porção 3023 pela redução do número de planos da teia e constituição de cada plano da teia na porção 3023 ao serem combinados fios da teia de dois planos da teia da porção 3021. Figuras 13B e 13C mostram dois planos da teia aproximados na porção 3021, e Figura 13D mostra um plano da teia obtido na porção 3023 ao serem combinados os planos da teia das Figuras 13B e 13C. Nas Figuras 13B, 13C e 13D, não são mostrados os diferentes pesos dos fios da teia (como mostrado na Figura 9) ou dos fios da trama (como mostrado na Figura 13A) par fins de simplificação. Entre as Figuras 13B, 13C, por um lado, e a Figura 13D, por outro, os traços mostram o modo pelo qual os fios da teia das diferentes camadas nas Figuras 13B, 13C constituem as camadas dos fios da teia na Figura 13D.

[0079] Naturalmente, diferentes combinações de números das camadas da trama e de pesos de fios de urdidura podem ser selecionadas para constituir a espessura extra 303.

[0080] De acordo com outra modalidade mostrada esquematicamente na Figura 14, a espessura extra 303 pode ser obtida pela introdução de um insersor durante a tecelagem da faixa 302.

[0081] Na Figura 14, a série T1 das camadas dos fios da trama da porção 3021 da faixa 302 corresponde à presilha da lâmina que é dividida pela ausência de ligação durante a tecelagem em duas subséries T11, T12 entre as quais um insersor 3031 é inserido. No exemplo ilustrado, a porção 3021 tem uma espessura superior a da porção 3022 da faixa 302 correspondente ao aerofólio da lâmina. A transição entre a porção 3022 e a porção 3021 pode ser fabricada da mesma forma, como descrita acima, para a transição entre as porções 3021 e 3023 da Figura 13A. A reticulação da faixa 302 pela faixa 304 na porção conectora 340c da Figura 3 pode ser realizado pela porção 3021 que tem espessura superior.

[0082] No final do insersor 303 oposto à porção 3021, as subséries T11, T12 das camadas de fio da trama são novamente tecidas juntas para constituir uma porção 302’ 1 que tem a mesma espessura da porção 3021, e pela redução da espessura, uma porção 302’2 tendo a mesma espessura que a porção 3022, a porção 302’2 constituindo a porção correspondente ao aerofólio da lâmina da fibra tecida seguinte.

[0083] O insersor 3031 é preferivelmente feito de cerâmica monolítica, preferivelmente do mesmo material cerâmico que o da matriz do material compósito da lâmina a ser fabricada. Desta forma, o insersor 3031 pode ser um bloco de SiC obtido pela sinterização do pó de SiC.

[0084] Como mostrado de forma muito esquemática na Figura 15, uma pluralidade de fibras puras 600 pode ser obtida pela tecelagem da faixa 300 em que são formadas uma ou mais fileiras de fibras puras sucessivas. Algumas áreas de comprimento extra 610, 620 são apresentadas na direção da teia (somente nos fios da teia) e na direção da trama (somente na urdidura da trama), para eliminar os efeitos na borda conectada com a tecelagem, permitindo uma maior liberdade de deformação durante a formatação da pré-forma e conferindo áreas de transição entre as fibras 100.

[0085] A Figura 16 mostra uma variante de implementação de acordo com a qual a faixa 700 é fabricada com uma fileira de fibras 300 tecidas na direção da trama perpendicular à direção longitudinal da faixa. As áreas de comprimento extra 710, 720 são também apresentadas na direção da teia e na direção da trama. Várias filas de fibras 300 podem ser tecidas, a largura da faixa 400 sendo ajustada com esta finalidade.

[0086] As etapas sucessivas do método de fabricação da lâmina feita de material compósito de acordo com uma modalidade da invenção são indicadas na Figura 17.

[0087] Na etapa 501, a faixa da fibra é tecida pela tecelagem tridimensional que inclui uma pluralidade de fibras puras, por exemplo, várias fileiras de fibras puras orientadas na direção da teia, como mostrado na Figura 15. Para as lâminas de turbomáquina projetadas para uso em alta temperatura e, particularmente, em ambiente corrosivo (particularmente de umidade), os fios feitos de fibras cerâmicas são utilizados para tecelagem, particularmente as fibras de carboneto de silício (SiC).

[0088] Na etapa 502, a faixa da fibra é tratada para eliminar a lubrificação presente nas fibras e a presença de óxido na superfície das fibras. A eliminação do óxido é obtida pelo tratamento de ácido, particularmente pela imersão em banho de ácido fluorídrico. Caso a lubrificação não possa ser eliminada pelo tratamento de ácido, é realizado um tratamento anterior para a eliminação da lubrificação, por exemplo, pela decomposição da lubrificação em um breve tratamento de calor.

[0089] Na etapa 503, uma fina camada de camada interfásica é formada nas fibras da faixa da fibra pela infiltração química a vapor ou CVI. O material da camada interfásica é, por exemplo, carbono pirolítico ou pirocarbono (PyC), nitreto de boro (BN) ou carbono dopado com boro (BC, com, por exemplo, 5 por cento de átomo (%at) a 20 %at de B, sendo o restante C). A fina camada de cobertura interfásica é, preferivelmente, de espessura pequena, por exemplo, no máximo igual a 100 nanômetros, mesmo no máximo até 50 nanômetros, para reter uma boa capacidade de deformação nas fibras puras. Preferivelmente, a espessura é pelo menos igual a 10 nanômetros.

[0090] Na etapa 504, a faixa da fibra com as fibras cobertas por uma fina camada interfásica é impregnada com uma composição de consolidação, normalmente uma resina possivelmente diluída em um solvente. Pode ser utilizada uma resina precursora de carbono, por exemplo, uma resina fenólica ou furânica, ou uma resina precursora de cerâmica, por exemplo, um precursor de polisilazano ou polisiloxano de SiC.

[0091] Após a secagem pela eliminação do solvente, se for o caso, a partir da resina (etapa 505), pode ser realizada a pré-cura da resina (etapa 506). A pré-cura, ou reticulação parcial, possibilita o aumento da sua rigidez e, consequentemente, da resistência, ao mesmo tempo que mantém a capacidade de deformação necessária para a fabricação das pré-formas da lâmina.

[0092] Na etapa 507, as fibras puras são cortadas, como ilustrado na Figura 4.

[0093] Na etapa 508, a fibra pura cortada é formatada (como ilustrado nas Figuras 5 a 7) e colocada em um molde feito de grafite, por exemplo, para a conformação do aerofólio e da porção da pré-forma da raiz e das porções da pré-forma da plataforma interna e plataforma externa.

[0094] Em seguida, a reticulação da resina é concluída (etapa 509) e a resina reticulada é pirolizada (etapa 510). A reticulação e a pirólise podem ser concatenadas pela elevação progressiva da temperatura no molde.

[0095] Após a pirólise, obtém-se a pré-forma da fibra consolidada pelo resíduo da pirólise. A quantidade de resina consolidada é selecionada para que o resíduo da pirólise ligue as fibras da pré-forma de modo suficiente para serem manuseadas, ao mesmo tempo que é retida sua forma sem o auxílio de ferramentas, especificando-se que a quantidade de resina consolidada é preferivelmente selecionada na menor quantidade possível.

[0096] São conhecidas as etapas de eliminação da lubrificação, do tratamento de ácido e da formação da camada interfásica do substrato de fibra de SiC. Pode-se fazer referência ao documento US 5 071 679.

[0097] Uma segunda camada interfásica é formada pela CVI (etapa 511) para obter geralmente uma interfase fibra-matriz com espessura suficiente para apresentar sua função de liberação de fragilidade do material compósito. A segunda camada interfásica pode ser feita de um material selecionado de PyC, BN, BC, não necessariamente o mesmo que o da primeira camada interfásica. A espessura da segunda camada interfásica é, preferivelmente, pelo menos igual a 100 nanômetros.

[0098] Prefere-se a fabricação de uma interfase em duas camadas, como indicado anteriormente. Ela é descrita no pedido de patente francês depositado sob o n.° 08 54937 pelo depositante.

[0099] Realiza-se a densificação pela matriz da pré-forma consolidada. Para a lâmina de turbomáquina projetada para uso em temperatura elevada, e particularmente em ambiente corrosivo, a matriz é feita de cerâmica, por exemplo, SiC. A densificação pode ser realizada pela CVI em cujo caso a formação da segunda camada interfásica e a densificação pela matriz podem ser concatenadas no mesmo forno.

[00100] A densificação pode ser realizada em duas etapas sucessivas (etapas 512 e 514) separadas pela etapa 513 consistindo na maquinação da lâmina nas dimensões pretendidas.

[00101] Observa-se que a pré-mecanização pode ser realizada entre as etapas 509 e 510, isto é, após a reticulação e antes da pirólise da resina.

[00102] As etapas sucessivas do método de fabricação da lâmina feita de material compósito, de acordo com outra modalidade da invenção, são indicadas na Figura 17.

[00103] A etapa 601 consistindo na tecelagem tridimensional da faixa da fibra, incluindo uma pluralidade de fibras puras, e a etapa 602 consistindo no tratamento para eliminar a lubrificação e o óxido são similares às etapas 501 e 502 do método de fabricação da Figura 16.

[00104] Na etapa 603, as fibras brancas individuais são cortadas da faixa da fibra, em seguida cada fibra pura individual é formatada em um molde ou forma (etapa 604) para obter a pré-forma da lâmina da fibra pela formação do aerofólio e da pré-forma da raiz e das porções da plataforma interna e plataforma externa.

[00105] Na etapa 605, a cobertura de liberação de fragilidade na interfase é formada pela CVI nas fibras da pré-forma retida na forma. O material da cobertura é, por exemplo, PyC, BN ou BC, como mencionado previamente. A espessura da cobertura é, aproximadamente, entre um e cem nanômetros.

[00106] A pré-forma continua sendo retina na forma, a consolidação da pré-forma pela densificação parcial é realizada (etapa 606) e a consolidação é realizada pela formação do depósito de cerâmica nas fibras pela CVI.

[00107] A formação da camada interfásica pela CVI e a consolidação pelo depósito de cerâmica pela CVI podem ser concatenadas no mesmo forno da CVI.

[00108] A primeira é preferivelmente de grafite e apresenta orifícios que facilitam a passagem das fases do gás reativo propiciando o depósito na interface e o depósito de cerâmica pela CVI.

[00109] Quando a consolidação é suficiente para que a pré-forma seja manuseada ao mesmo tempo em que é mantida sua forma sem o auxílio de ferramentas, a pré-forma consolidada é extraída da forma e a densificação da matriz cerâmica é realizada. A densificação pode ser realizada em duas etapas sucessivas (etapas 607 e 609) separadas pela etapa 608 consistindo na maquinação da lâmina nas dimensões pretendidas.

[00110] Nos pontos anteriores, considera-se a fabricação de um perfil de aerofólio de espessura variável baseado no uso de fios de peso e/ou quantidade variável. É possível, como uma variante, fabricar a porção da fibra pura correspondente à porção da pré-forma do aerofólio com um determinado número de camadas de fios do mesmo peso e quantidade constante, a variação da espessura do perfil é realizada durante a maquinação após a primeira etapa de densificação ou durante a pré-maquinação da pré-forma da lâmina consolidada.

[00111] Além disso, dependendo das condições de uso contempladas em relação à lâmina, as fibras do reforço da fibra podem ser feitas de um material que não o cerâmico, carbono, por exemplo, e a matriz pode ser feita de um material que não de cerâmica, por exemplo, carbono ou resina, a invenção, naturalmente, também se aplicando à fabricação de lâminas feitas de materiais compostos de matriz orgânica.

[00112] A Figura 19 mostra a montagem sobre um rotor ou disco de turbomáquina 800 de uma pluralidade de lâminas 810, 820, 830, 840, 850 e 860, as lâminas 810, 830 e 850 apresentam uma estrutura similar à lâmina 100 da Figura 1, enquanto que as lâminas 820, 840 e 860 apresentam uma estrutura similar à lâmina 200 da Figura 2.

[00113] As lâminas 810, 820, 830, 840, 850 e 860 são montadas sobre o rotor 800 pela inserção das raízes 811, 821, 831, 841, 851 e 861 de cada lâmina, respectivamente, nos recessos 801, 802, 803, 804, 805 e 806 em um encaixe apresentado na periferia do rotor.

[00114] Como descrito anteriormente em relação à lâmina 100, cada uma das lâminas 810, 830 e 850 compreendem, respectivamente, na parte radialmente interna do seu aerofólio 816, 836 e 856, uma plataforma interna 812, 832 e 852 (incluindo suportes de cobertura em suas extremidades), ao mesmo tempo que é desprovida de uma parede anti-inclinação que também é, normalmente, presente nesta área. Além disso, cada uma das lâminas 810, 830 e 850 compreende, respectivamente, na extremidade radialmente externa do seu aerofólio 816, 836 e 856, um placa do suporte na plataforma externa da lâmina 814, 834 e 854, ao mesmo tempo que é desprovida de limpadores que também são, normalmente, presentes nesta área.

[00115] Além disso, como descrito anteriormente em relação à lâmina 200, cada uma das lâminas 820, 840 e 860 compreende, respectivamente, na extremidade radialmente interna do seu aerofólio 826, 846 e 866, uma parede anti-inclinação 823, 843 e 863, ao mesmo tempo que é desprovida de uma plataforma interna que também é, normalmente, presente nesta área. Além disso, cada uma das lâminas 820, 840 e 860 compreende, respectivamente, na extremidade radialmente externa do seu aerofólio 826, 846 e 866, um limpador de placa na plataforma externa da lâmina 825, 845 e 865, ao mesmo tempo que é desprovida de limpadores que também são, normalmente, presentes nesta área.

[00116] Como mostrado na Figura 19, as lâminas se interligam, as lâminas 820, 840 e 860 acomodam sobre sua parede anti-inclinação 823, 843 e 863 as plataformas internas 812, 832 e 852 das lâminas 810, 830 e 850. Mais precisamente, cada extremidade radialmente externa do aerofólio das lâminas do mesmo tipo que a lâmina 100, já descrito, por exemplo, a lâmina 820, é circundada no lado da superfície inferior do aerofólio, neste caso, o aerofólio 826, pela porção oca 812a da plataforma interna 812 da lâmina 810, e no lado da superfície superior pela porção projetada 832b da plataforma interna 832 da lâmina 830. Assim, é possível acomodar a extremidade radialmente interna do aerofólio da lâmina do mesmo tipo que a lâmina 200, já descrito, entre as plataformas internas das duas lâminas do mesmo tipo que a lâmina 100, já descrito, e dispostas nos dois lados da lâmina do mesmo tipo que a lâmina 200. As outras porções das bordas da plataforma interna localizada nos dois lados da porção oca e da porção projetada estão em contato com as porções correspondentes das plataformas internas das lâminas adjacentes, para constituir uma superfície substancialmente contínua e possibilitar definir na parte radialmente interna a passagem do fluxo da corrente de gás.

[00117] Semelhantemente, cada extremidade radialmente externa dos aerofólios das lâminas do mesmo tipo que a lâmina 100, já descrito, por exemplo, a lâmina 820, é circundada no lado da superfície inferior do aerofólio, neste caso, o aerofólio 826, pela porção oca 814a do placa do suporte 814 da lâmina 810, e no lado da superfície superior pela porção projetada 834b do placa do suporte 834 da lâmina 830. Assim, é possível acomodar a extremidade radialmente externa do aerofólio da lâmina do mesmo tipo que a lâmina 200, já descrito, entre os suportes da placa das duas lâminas do mesmo tipo que a lâmina 100, já descrito, e dispostas nos dois lados da lâmina do mesmo tipo que a lâmina 200. As outras porções das bordas dos suportes da placa na plataforma externa da lâmina localizadas nos dois lados da porção oca e da porção projetada estão em contato com as partes correspondentes dos suportes da placa das lâminas adjacentes, para constituir uma superfície substancialmente contínua e possibilitar definir na parte radialmente externa a passagem do fluxo da corrente de gás. Em outras palavras, a função da definição da passagem é conferida pela combinação das plataformas internas 812, 832 e 852 e dos suportes da placa na plataforma externa 814, 834 e 854.

[00118] A combinação do limpador das placas na plataforma externa da lâmina 825, 845 e 865 constitui uma parede contínua de limpadores sobre os suportes da placa na plataforma externa da lâmina, conferindo a função vedante.

[00119] No exemplo aqui considerado, as bordas das paredes anti-inclinação adjacentes não se encontram. Entretanto, as bordas das paredes podem ser prolongadas e apresentar formas complementares, para formar uma parede contínua sob as plataformas internas.

[00120] A distância D1 entre as plataformas internas 812, 832 e 852 dos suportes da placa 814, 834 e 854 das lâminas 810, 830 e 850 é inferior a distância D2 entre as paredes anti-inclinação 823, 843 e 863 e os limpadores da placa na plataforma externa da lâmina 825, 845 e 865 das lâminas 820, 840 e 860, permitindo que sejam interligadas.

[00121] Uma série de lâminas, de acordo com a invenção, pode consistir na primeira lâmina e na segunda lâmina, respectivamente, do mesmo tipo que a lâmina 100 e da lâmina 200 previamente descrita.

[00122] A lâmina 100, previamente descrita, em relação à Figura 2 inclui uma plataforma interna 140 e um placa do suporte na plataforma externa da lâmina 160, ao mesmo tempo que é desprovida da parede anti-inclinação e dos suportes na plataforma externa da lâmina, e ao mesmo tempo que a lâmina 200 inclui uma parede anti-inclinação 150 e um placa do limpador na plataforma externa da lâmina 170, ao mesmo tempo que é desprovida de uma plataforma interna e dos suportes na plataforma externa da lâmina.

[00123] De acordo com as variantes de implementação, a primeira lâmina da série de lâminas, de acordo com a invenção, pode incluir uma plataforma interna e um placa do limpador na plataforma externa da lâmina e ser desprovida de uma parede anti-inclinação e um placa do suporte na plataforma externa da lâmina, ao mesmo tempo que a segunda lâmina da série de lâminas pode incluir uma parede anti-inclinação e um placa do suporte na plataforma externa da lâmina e ser desprovida de uma plataforma interna e do placa do limpador na plataforma externa da lâmina.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método de fabricação de um conjunto de lâminas de turbomáquina (100; 200) feitas de um material compósito que inclui um reforço fibroso densificado por uma matriz, caracterizado por incluir: - a fabricação por tecelagem tridimensional de uma primeira única fibra pura; - a formatação da primeira fibra pura (300) para obter uma primeira pré-forma da lâmina de uma única fibra que tem o seguinte: - uma primeira porção (320) constituindo uma pré-forma de um aerofólio (420) e uma raiz da lâmina (430), - uma segunda porção (340) constituindo uma pré-forma de uma plataforma interna da lâmina (440), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da parede anti-inclinação da lâmina, ou constituída de uma pré-forma da parede anti-inclinação da lâmina (550), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção (360) constituindo uma pré-forma de uma placa do suporte na plataforma externa da lâmina (460), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da placa do limpador na plataforma externa da lâmina, e - a fabricação por tecelagem tridimensional de uma segunda única fibra pura; - a formatação da primeira fibra pura (300) para obter uma segunda pré-forma da lâmina de uma única fibra que tem o seguinte: - uma primeira porção (320) constituindo uma pré-forma de um aerofólio (420) e uma raiz da lâmina (430), - uma segunda porção constituindo uma pré-forma de uma parede anti-inclinação da lâmina (550), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção (360) constituindo a pré-forma de uma placa de suporte na plataforma externa da lâmina (460), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da placa do limpador na plataforma externa da lâmina, ou constituindo uma pré-forma de uma placa do limpador na plataforma externa da lâmina (570), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da placa do suporte na plataforma externa da lâmina, - a densificação da primeira e da segunda pré-formas por uma matriz para obter uma primeira e segunda lâminas feitas de um material compósito que tem reforço de fibra consistindo na pré-forma e densificado pela matriz, e a primeira lâmina constituindo uma única peça com dois dos seguintes elementos: uma plataforma interna da lâmina, parede anti-inclinação da lâmina, e suportes da plataforma externa da lâmina, e a segunda lâmina constituindo uma única peça com um ou com dois dos seguintes elementos: parede anti-inclinação da lâmina, suportes da plataforma externa da lâmina e limpadores da plataforma externa da lâmina, ou - a fabricação por tecelagem tridimensional de uma primeira única fibra pura; - a formatação da primeira fibra pura (300) para obter uma primeira pré-forma da lâmina de uma única fibra que tem o seguinte: - uma primeira porção (320) constituindo uma pré-forma de um aerofólio (420) e uma raiz da lâmina (430), - uma segunda porção (340) constituindo uma pré-forma da parede anti-inclinação da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da plataforma interna da lâmina, e - uma terceira porção (360) constituindo a pré-forma de uma placa do suporte na plataforma externa da lâmina (460), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da placa do limpador na plataforma externa da lâmina, e - a fabricação por tecelagem tridimensional de uma segunda única fibra pura; - a formatação da primeira fibra pura (300) para obter uma segunda pré-forma da lâmina de uma única fibra que tem o seguinte: - uma primeira porção (320) constituindo uma pré-forma de um aerofólio (420) e uma raiz da lâmina (430), - uma segunda porção constituindo uma pré-forma de uma pré-forma da plataforma interna da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida de uma parede anti-inclinação da lâmina, e - uma terceira porção (360) constituindo a pré-forma de uma placa do limpador na plataforma externa da lâmina (460), a pré-forma da lâmina desprovida de uma pré-forma da placa do suporte na plataforma externa da lâmina, - a densificação da primeira e da segunda pré-formas por uma matriz para obter uma primeira e segunda lâminas feitas de um material compósito que tem reforço de fibra consistindo na pré-forma e densificado pela matriz, e a primeira lâmina constituindo uma única peça com uma parede anti-inclinação da lâmina, e suportes da plataforma externa da lâmina, e a segunda lâmina constituindo uma única peça com uma plataforma interna da lâmina e limpadores da plataforma externa da lâmina.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a direção longitudinal da fibra pura correspondente à direção longitudinal da lâmina a ser fabricada, a fibra pura inclui a primeira série (302) de várias camadas de fios que são interligados, para constituírem a primeira porção da fibra pura correspondente ao aerofólio (420) e à pré-forma da raiz da lâmina (430), e a segunda série (304) de várias camadas de fios que são interligados pelo menos localmente, para constituírem a segunda porção da fibra pura correspondente à plataforma interna (440) ou à pré-forma da parede da lâmina anti-inclinação (550) e a terceira porção da lâmina correspondente ao suporte (460) ou à pré-forma da placa do limpador (570) da raiz da lâmina, caracterizado pelos fios da primeira série (302) das camadas de fios não serem ligados aos fios da segunda série (304) das camadas de fios e pela primeira série das camadas de fios ter fios da segunda série das camadas de fios que passam por ela na ou em cada segunda porção da fibra pura.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a fibra pura ser tecida com uma segunda série contínua das camadas de fios e pela forma da fibra pura incluir a eliminação com o corte das porções da segunda série das camadas de fios da segunda porção da fibra pura e da terceira porção da fibra pura.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por o local ou pelo menos um dos locais em que a primeira série das camadas de fios tem fios da segunda série das camadas de fios que passam por ela, e pela interseção entre a camada de fio da primeira série e a camada de fio da segunda série, acompanhando uma linha que não é ortogonal à direção longitudinal da fibra pura.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a primeira porção da fibra pura na direção correspondente àquela estendida ao longo do perfil de um aerofólio de espessura variável na lâmina a ser fabricada, e pelo número das camadas de fios na primeira série das camadas de fios ser constante.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os fios da primeira série das camadas de fios ser de peso variável.

7. Método de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado por a quantidade dos fios da primeira série das camadas de fios ser variável.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por uma faixa (700) que inclui uma secessão de fibras puras (300) ser fabricada por tecelagem tridimensional.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por as fibras puras serem tecidas com sua direção longitudinal correspondente àquela das lâminas a serem fabricadas e estendidas na direção da trama.

10 . Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por as fibras puras serem tecidas com sua direção longitudinal correspondente àquela das lâminas a serem fabricadas e estendidas na direção da teia.

11 . Conjunto de lâminas de turbomáquina (100;200) feitas de um material compósito que inclui um reforço de fibra obtido por tecelagem tridimensional e densificado por uma matriz, caracterizado por a primeira lâmina (100) incluir: uma primeira porção que constitui o aerofólio (120) e uma raiz de lâmina (130), uma segunda porção constituindo a plataforma interna da lâmina (140), a lâmina desprovida de uma parede anti-inclinação da lâmina, e uma terceira porção constituindo uma placa do suporte na plataforma externa da lâmina (160), a lâmina desprovida da placa do limpador na plataforma externa da lâmina, e a segunda lâmina incluir: uma primeira porção que constitui o aerofólio (220) e uma raiz de lâmina (230), uma segunda porção constituindo uma parede anti-inclinação da lâmina (250), a lâmina desprovida de uma plataforma interna da lâmina, e uma terceira porção constituindo uma placa do limpador na plataforma externa da lâmina (270), ou a primeira lâmina incluir: uma primeira porção que constitui o aerofólio (120) e uma raiz de lâmina (130), uma segunda porção constituindo uma pré-forma da parede anti-inclinação da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da plataforma interna da lâmina e uma terceira porção constituindo uma pré-forma de uma placa do suporte na plataforma externa da lâmina (160), a pré-forma da lâmina desprovida da pré-forma da placa do limpador na plataforma externa da lâmina, e a segunda lâmina incluir: uma primeira porção que constitui uma pré-forma de um aerofólio (220) e uma raiz de lâmina (230), uma segunda porção constituindo uma pré-forma de uma pré-forma de plataforma interna da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida de uma parede anti-inclinação da lâmina, e uma terceira porção constituindo uma pré-forma de uma placa do limpador na plataforma externa da lâmina, a pré-forma da lâmina desprovida de uma pré-forma da placa de suporte na plataforma externa da lâmina.

12 . Disco de turbomáquina caracterizado por possuir uma pluralidade de conjuntos de lâminas como definidos na reivindicação 11.

13 . Turbomáquina caracterizada por ser equipada com uma pluralidade de conjuntos de lâminas como definidos na reivindicação 11.