CA2954026A1 - Procede ameliore de fabrication d'une carapace, pour la realisation par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef - Google Patents

Procede ameliore de fabrication d'une carapace, pour la realisation par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef Download PDF

Info

Publication number
CA2954026A1
CA2954026A1 CA2954026A CA2954026A CA2954026A1 CA 2954026 A1 CA2954026 A1 CA 2954026A1 CA 2954026 A CA2954026 A CA 2954026A CA 2954026 A CA2954026 A CA 2954026A CA 2954026 A1 CA2954026 A1 CA 2954026A1
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
shell
coating layer
wax
elements
carapace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CA2954026A
Other languages
English (en)
Other versions
CA2954026C (fr
Inventor
Francois Marques
Wilfrid DOCQUOIS
Eric EBERSCHVEILLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of CA2954026A1 publication Critical patent/CA2954026A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of CA2954026C publication Critical patent/CA2954026C/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B22C9/24Moulds for peculiarly-shaped castings for hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • B22C9/043Removing the consumable pattern
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/082Sprues, pouring cups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/103Multipart cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/02Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/324Blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542Bladed diffusers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088Feeder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/32Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/21Manufacture essentially without removing material by casting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une carapace pour la réalisation par moulage à cire perdue d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, comprenant les étapes suivantes : a) réalisation d'un ensemble (200) comprenant un modèle en cire (100) ainsi qu'un dispositif destiné à former un godet de coulée de métal (32b) et présentant une surface d'extrémité (40a); b) dépôt d'une couche d'enrobage en cire chaude sur au moins une partie de la surface d'extrémité (40a); c) formation de la carapace autour de l'ensemble (200). De plus, le procédé comprend, entre les étapes b) et c), la mise en uvre d'une étape de structuration de la couche d'enrobage visant à renforcer l'adhérence entre cette couche (46) et la carapace, et comprenant la réalisation de creux (62) et de saillies (60) sur la couche d'enrobage encore malléable.

Description

PROCEDE AMELIORE DE FABRICATION D'UNE CARAPACE, POUR LA REALISATION PAR
MOULAGE A CIRE PERDUE D'ELEMENTS AUBAGES DE TURBOMACHINE D'AERONEF
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine de la fabrication en grappe d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, par la technique de moulage à
cire perdue. Chaque élément aubagé peut être un secteur comprenant une pluralité de pales, tel qu'un secteur de distributeur basse pression, ou bien être une aube individuelle, telle qu'une aube de roue mobile de compresseur ou de turbine.
L'invention concerne plus particulièrement la fabrication de la carapace en forme de grappe, dans laquelle le métal est destiné à être coulé pour l'obtention des éléments aubagés de turbomachine.
L'invention concerne tous les types de turbomachines d'aéronef, en particulier les turboréacteurs et les turbopropulseurs.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De l'art antérieur, il est connu d'utiliser la technique de moulage à cire perdue pour fabriquer simultanément plusieurs éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, tels que des aubes mobiles. Une telle technique est par exemple décrite dans le document FR 2 985 924.
Pour rappel, le moulage de précision à la cire perdue consiste à réaliser en cire, par injection dans des outillages, un modèle de chacun des éléments aubagés désirés. L'assemblage de ces modèles sur des bras de coulée également en cire, eux-mêmes raccordés à un distributeur de métal en cire, permet de constituer une grappe qui est ensuite plongée dans différentes substances afin de former autour de celle-ci une carapace de céramique d'épaisseur sensiblement uniforme.
2 PCT/FR2015/051769 Le procédé est poursuivi en faisant fondre la cire, qui laisse alors son empreinte exacte dans la céramique, dans laquelle le métal en fusion est versé, via un godet de coulée assemblé sur le distributeur de métal. Après refroidissement du métal, la carapace est détruite et les pièces en métal sont séparées et parachevées.
Cette technique offre l'avantage d'une précision dimensionnelle, permettant de réduire voire de supprimer certains usinages. De plus, elle offre un très bon aspect de surface.
En pratique, la carapace est réalisée non seulement autour du modèle en cire, mais également autour du godet de coulée assemblé à ce modèle. Le godet présente habituellement une surface d'extrémité située sur un couvercle, cette surface étant orientée vers le bas durant le passage à travers le tunnel de séchage visant à
solidifier la carapace. Au cours de ce séchage, l'ensemble en mouvement dans le tunnel subit des vibrations. A cause de ces vibrations et de la masse importante de la partie de la carapace recouvrant le couvercle du godet, il est souvent observé des chutes de blocs de carapace.
Ces blocs se retrouvent alors au sol et nécessitent d'être évacués, par exemple à l'aide de tapis roulants coûteux. Alternativement, pour l'évacuation de ces blocs en dehors de l'installation, il peut être mis en oeuvre des interventions fréquentes de nettoyage.
Cependant, ces interventions sont également coûteuses, et susceptibles de présenter des risques en matière de santé, de sécurité et d'environnement (risques SSE).
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé de fabrication d'une carapace pour la réalisation par moulage à cire perdue d'une pluralité
d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, ladite carapace en forme de grappe comprenant une pluralité d'éléments aubagés de carapace chacun destiné à
l'obtention de l'un desdits éléments aubagés de turbomachine, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
3 PCT/FR2015/051769 a) réalisation d'un ensemble autour duquel la carapace est destinée à être formée, l'ensemble comprenant un modèle en cire ainsi qu'un dispositif destiné
à former ultérieurement un godet de coulée de métal, ledit dispositif présentant une surface d'extrémité ;
b) dépôt d'une couche d'enrobage en cire chaude autour d'au moins une partie dudit ensemble, de manière à ce que ladite couche d'enrobage recouvre au moins une partie de la surface d'extrémité du dispositif destiné à former ultérieurement le godet de coulée de métal ; puis c) formation de la carapace autour dudit ensemble.
Selon l'invention, le procédé comprend de plus, entre les étapes b) et c), la mise en oeuvre d'une étape de structuration de la couche d'enrobage recouvrant ladite surface d'extrémité, cette étape de structuration visant à renforcer l'adhérence entre cette couche et la carapace à former, et comprenant la réalisation de creux et de saillies sur la couche d'enrobage encore malléable.
Ainsi, l'invention prévoit astucieusement de réaliser une structuration de la couche d'enrobage après son dépôt, afin de créer un relief propice à une meilleure adhérence de la carapace destinée à être formée autour de cette couche d'enrobage.
Les risques de chute de blocs de carapace sont ainsi considérablement réduits. De ce fait, il n'est plus nécessaire de mettre en oeuvre des moyens coûteux d'évacuation des blocs tombés au sol, comme des tapis roulants tels que proposés dans l'art antérieur. Il en découle avantageusement une réduction des coûts de l'installation dédiée à la mise en oeuvre du procédé de fabrication de la carapace.
L'invention présente par ailleurs au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.
L'étape de structuration de la couche d'enrobage est mise en oeuvre par insertion d'une pluralité d'éléments d'impression dans ladite couche d'enrobage encore malléable, provoquant la formation desdites saillies autour des éléments d'impression, puis par retrait de ces derniers laissant apparaître les creux, chacun entouré
par l'une desdites saillies.
4 PCT/FR2015/051769 Les éléments d'impression sont des plots, de préférence avec une tête de surface extérieure présentant une forme générale de calotte sphérique, par exemple une forme générale de demi-sphère.
Le rapport entre le diamètre maximal extérieur de chaque plot, et le diamètre extérieur de la surface d'extrémité du dispositif, est inférieur à
20.
Le nombre de plots est compris entre 3 et 20.
L'étape de structuration de la couche d'enrobage est mise en oeuvre par application d'une pression d'un support portant la pluralité d'éléments d'impression, contre ladite couche d'enrobage encore malléable. Ladite application de pression est réalisée par déplacement dudit ensemble, contre le support restant fixe.
Alternativement, c'est le support qui pourrait être mis en mouvement pour venir contacter la couche d'enrobage, sans sortir du cadre de l'invention.
L'étape de formation de la carapace autour dudit ensemble comprend au moins une opération de séchage réalisée au moins en partie avec ladite surface d'extrémité
orientée vers le bas, et de préférence avec ladite carapace, entourant l'ensemble, déplacée au sein d'un poste de séchage.
L'étape de formation de la carapace est réalisée par trempage.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, ce procédé comprenant la réalisation d'une carapace par un procédé tel que décrit ci-dessus, suivie par une coulée de métal dans la carapace.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 représente une vue en perspective d'un élément aubagé de turbomachine destiné à être obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, ledit élément aubagé se présentant sous la forme d'une aube mobile de turbine haute pression ;
5 PCT/FR2015/051769 - la figure 2 représente une vue en perspective d'un modèle en cire servant à la fabrication d'une carapace pour la réalisation, par moulage à
cire perdue, d'aubes du type de celle montrée sur la figure 1;
- les figures 3 à 10 représentent schématiquement différentes étapes du procédé de fabrication de la carapace ; et - la figure 11 représentent une vue schématique d'une telle carapace obtenue par mise en oeuvre du procédé de fabrication schématisé sur les figures précédentes.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence à la figure 1, il est représenté un exemple d'une aube mobile 1 de turbine haute pression pour turbomachine d'aéronef. De façon conventionnelle, cette aube 1 comprend une pale 2 s'étendant à partir d'une extrémité 4 formant un pied d'aube, et comprenant une plateforme 8 destinée à délimiter une veine principale de circulation des gaz.
L'invention vise à fabriquer l'aube mobile 1 à partir d'une carapace destinée à être réalisée par un procédé spécifique à l'invention, dont un mode de réalisation préféré va à présent être décrit en référence aux figures 2 à 10.
Néanmoins, il est noté que l'invention peut également s'appliquer à la fabrication d'aubes mobiles de compresseur, ou encore à la fabrication d'aubes de stator de compresseur ou de turbine, réalisées isolément ou par secteurs comprenant plusieurs aubes.
Pour la fabrication de la carapace, il est tout d'abord réalisé un modèle en cire, également dénommé réplique, et autour duquel une carapace de céramique est destinée à être formée ultérieurement.
Sur la figure 2, le modèle en cire 100 est représenté dans une position retournée par rapport à la position dans laquelle la carapace est ensuite remplie de métal.
Cette position retournée facilite l'opération d'assemblage des différents éléments constitutifs du modèle en cire, qui vont à présent être décrits.
Le modèle 100 comporte tout d'abord une portion pour la distribution de métal, référencée 12a. Elle prend une forme pleine révolutionnaire, cylindrique ou
6 PCT/FR2015/051769 conique, d'axe central 14a qui coïncide avec l'axe central de l'ensemble du modèle en cire 100. Cet axe 14a est orienté verticalement, et donc considéré comme représentant la direction de la hauteur. Cette portion de distribution 12a est fixée directement à un outillage spécifique 16, au-dessus duquel elle se trouve.
La portion 12a se termine vers le haut par une extrémité 18a de diamètre plus élevé, à partir de laquelle s'étendent radialement une pluralité de portions 20a pour la formation de plusieurs bras de coulée. Les portions 20a sont ici au nombre de trois, réparties à 120 autour de l'axe 14a. Chaque portion 20a comporte donc une première extrémité 21a raccordée à l'extrémité élargie 18a de la portion de distribution 12a, et s'étend de façon droite ou légèrement courbe jusqu'à une seconde extrémité
22a.
Pour chaque portion formant bras 20a, un renfort de maintien en cire/céramique 23a peut être prévu entre la portion de distribution 12a et la seconde extrémité 22a de la portion 20a.
De plus, à partir de chaque seconde extrémité 22a, il est fixé une réplique en cire la de l'aube de turbine représentée sur la figure 1. Cette réplique la comprend donc une pale 2a, s'étendant à partir d'une extrémité 4a formant un pied d'aube, et comprenant une plateforme 8a. Sur la figure 2, les répliques d'aubes la ont été
représentées uniquement de façon schématique.
Il est noté que si les répliques la ont été représentées avec le pied d'aube 4a agencé en bas par rapport à la pale 2a dans la position de la figure 3, ce pied 4a pourrait alternativement être agencé en haut, de manière à ce qu'une fois la carapace retournée pour effectuer la coulée du métal, celui-ci atteigne le pied uniquement après avoir traversé
la partie pale.
Les aubes en cire la s'étendent vers le haut, en étant disposées autour de l'axe 14a, et également autour d'un support central en cire 24a s'étendant selon ce même axe à partir de l'extrémité 18a de la portion de distribution 12a. Le support 24a prend préférentiellement la forme d'une tige d'axe 14a, qui s'étend jusqu'à
proximité des têtes de pale 2a.
Comme cela est visible sur la figure 2, pour chaque aube en cire la, un renfort de maintien en cire/céramique 25a peut être prévu entre l'extrémité
haute de la
7 PCT/FR2015/051769 tige centrale de support 24a, et la tête de pale. De la même manière, des renforts de maintien en cire/céramique (non représentés) peuvent relier entre elles les têtes de pale adjacentes des différentes aubes la.
Les aubes en cire la forment la paroi périphérique de la réplique en cire 100. Elles sont espacées circonférentiellement les unes des autres, et définissent un espace intérieur centré sur l'axe 14a, dans lequel se trouve donc la tige centrale de support 24a.
Comme cela a été schématisé sur la figure 3, une fois la réplique en cire 100 réalisée, il est assemblé sur celle-ci un dispositif 32a destiné à former ultérieurement un godet de coulée de métal dans la carapace. Le dispositif 32a comprend un élément 34a de forme conique centré sur l'axe 14a et s'évasant vers le bas à partir d'une section de petite taille solidarisée à l'extrémité basse de la portion de distribution 12a. L'élément conique 34a est de préférence réalisé creux, et fermé à son extrémité basse par un couvercle 36a, dont la surface extérieure 40a forme une surface d'extrémité du dispositif 32a. Alternativement, le dispositif 32a pourrait être réalisé plein, dans une cire destinée à
être éliminée ultérieurement lors de l'élimination du modèle en cire 100.
Eventuellement, des éléments de renfort 42a peuvent ensuite être réalisés entre le dispositif 32a et les bras 20a.
Le modèle en cire 100 et le dispositif 32a forment conjointement un ensemble 200 autour duquel la carapace est destinée à être formée. Néanmoins, avant l'étape de formation de la carapace, il est prévu une étape de dépôt d'une couche d'enrobage en cire chaude, tel que cela a été schématisé sur la figure 4.
Cette étape de dépôt est également dénommée dip seal . Elle vise à tremper partiellement l'ensemble 200 dans un bac 44 de cire chaude liquide 46, de manière à permettre une bonne adhérence de la carapace formée ultérieurement. A titre indicatif, le trempage est ici effectué de manière à immerger la totalité du dispositif 32a dans la cire chaude 46, et éventuellement une partie basse du modèle en cire 100. Aussi, après cette étape de trempage, une couche d'enrobage en cire chaude 46 recouvre la totalité de la surface d'extrémité 40a définie par le couvercle 36a du dispositif 32a, comme cela a été schématisé
sur la figure 5. Une couche d'enrobage en cire chaude 46 recouvre également la surface extérieure de l'élément conique 34a.
8 PCT/FR2015/051769 L'une des particularités de l'invention consiste à structurer au moins la couche 46 recouvrant la surface d'extrémité 40a, lorsque cette couche est encore malléable, c'est-à-dire avant qu'elle ait été totalement refroidie.
Pour ce faire, il est prévu un outillage tel que montré sur les figures 5, 5a, 5b et 6.1Is'agit d'un support 50 portant une pluralité d'éléments d'impression 52 en forme de plots, avec une tête de surface extérieure 54 semi-sphérique. Le nombre de ces plots 52, leur taille et leur disposition sont retenus en fonction des besoins rencontrés. A titre d'exemple indicatif, le nombre de plots 52 faisant saillie du support 50 peut être compris entre 3 et 20, tandis que le rapport entre leur diamètre extérieur Dl et le diamètre extérieur D2 du couvercle est préférentiellement inférieur à 20.
Pour effectuer l'étape de structuration de la couche d'enrobage 46, l'ensemble 200 est déplacé contre le support 52 restant fixe sur un poste dédié 58, schématisé sur la figure 6. Le déplacement de l'ensemble 200 contre le support 50 portant les plots 52 s'effectue de préférence verticalement vers le bas, avec la surface d'extrémité
40a orientée horizontalement. La pression appliquée a pour conséquence que les plots 52 s'insèrent dans la couche 46, en créant autour d'eux un refoulement de cire.
Ce refoulement, en forme de bourrelet entourant chaque plot 52, génère une saillie 60. Après retrait des plots 52, ces derniers laissent place à des creux 62 montrés sur la figure 7, chaque creux étant entouré d'une saillie 60.
La profondeur des creux 62 est inférieure à l'épaisseur de la couche d'enrobage 46, de manière à ce que de la cire se trouve dans le fond de chaque creux. La structuration opérée permet, d'une manière astucieuse et peu coûteuse, de renforcer l'adhérence entre la couche 46 recouvrant la surface d'extrémité 40a du couvercle 36a, et la carapace destinée à être formée ultérieurement. Cette structuration s'ajoute à la présence optionnelle d'une structuration initiale de la surface d'extrémité
40a du couvercle 36a, par exemple à l'aide d'un gaufrage 64 tel que visible sur la figure 7. 11 doit cependant être précisé que ce gaufrage 64 est recouvert par la couche d'enrobage 46, qui a tendance à atténuer les reliefs du gaufrage, et donc à en diminuer le pouvoir d'adhérence. La structuration propre à l'invention, générée postérieurement au dépôt de la couche
9 PCT/FR2015/051769 d'enrobage 46, permet de renforcer efficacement le pouvoir d'adhérence de cette couche à la carapace formée ultérieurement.
A cet égard, en référence aux figures 8 et 9, il est ensuite mis en oeuvre l'étape de formation de la carapace en céramique, par trempage de l'ensemble 200 dans des bains successifs 68, dont l'un est schématisé sur la figure 8. Cette étape est connue en tant que telle et ne sera donc pas davantage décrite, mis à part le fait qu'au cours de sa réalisation, la carapace 300 en formation se dépose dans les creux 62 et autour des bourrelets 60 de la couche d'enrobage 46. Ces éléments agissent comme des points d'ancrage de la carapace, favorisant ainsi son adhérence au couvercle 36a.
Durant la formation de la carapace 300, il est réalisé au moins une opération de séchage visant à la durcir. Cette opération, schématisée sur la figure 10, consiste à faire défiler une ou plusieurs carapaces 300 dans au sein d'un poste de séchage également dit tunnel de séchage 70, avec les carapaces 300 suspendues au-dessus du sol 72. Lors de cette mise en mouvement, la surface d'extrémité 40a du couvercle est orientée horizontalement, vers le bas, mais les risques de décrochage de blocs de carapace est fortement réduit par la structuration 60, 62 préalablement réalisée sur la couche d'enrobage 46 recouvrant la surface d'extrémité 40a.
Après le séchage, la carapace 300 qui est obtenue est représentée schématiquement sur la figure 11. Elle présente également une forme générale de grappe, et comporte bien entendu des éléments similaires à ceux de la réplique en cire 100 et du dispositif 32a précités. Ces éléments de carapace vont à présent être décrits, avec la carapace représentée dans une position retournée par rapport à la position dans laquelle elle est ensuite remplie de métal.
Il s'agit d'abord du godet 32b, puis du distributeur de métal, référencée 12b. Ce dernier présente donc une forme révolutionnaire creuse, cylindrique ou conique, d'axe central 14b qui coïncide avec l'axe central de la carapace 300. Cet axe 14b est orienté
verticalement, et donc considéré comme représentant la direction de la hauteur.
Le distributeur 12b se termine vers le haut par une extrémité creuse 18b de diamètre plus élevé, à partir de laquelle s'étendent radialement une pluralité de bras de coulée de métal 20b. Les bras 20b sont ici au nombre de trois, répartis à 120 autour de
10 PCT/FR2015/051769 l'axe 14b. Chaque bras 20b comporte donc une première extrémité 21b raccordée à
l'extrémité élargie du distributeur 12b, et s'étend de façon droite ou légèrement courbe jusqu'à une seconde extrémité 22b.
Chaque bras 20b est donc prévu pour être creux et former un conduit d'amenée de métal après élimination de la cire 20a. Ici aussi, un renfort de maintien 23b peut être prévu entre la portion de distribution 12b et la seconde extrémité
22b de chaque bras 20b.
A partir de chaque seconde extrémité 22b, se trouve un élément aubagé
de carapace lb. Ces éléments lb sont dits aubagés car après élimination de la réplique en cire la, ils forment chacun intérieurement une empreinte correspondant à l'une des aubes 1.
L'élément aubagé lb, également dit aube de carapace, comprend ainsi une partie de pale 2b délimitant des empreintes de pales adjacentes, cette partie 2b s'étendant à partir d'une extrémité 4b formant un pied d'aube, et comprenant une plateforme 8b. Sur la figure 11, les aubes de carapace lb ont été représentées uniquement de façon schématique.
Les éléments aubagés lb s'étendent donc vers le haut, en étant disposés autour de l'axe 14b, et également autour d'un support central 24b s'étendant selon ce même axe à partir de l'extrémité 18b du distributeur 12b. Le support 24b prend préférentiellement la forme d'un cylindre creux d'axe 14b, qui s'étend jusqu'à
proximité
des extrémités 6b des éléments aubagés lb.
De plus, pour chaque élément aubagé lb, un renfort de maintien 25b peut être prévu entre l'extrémité haute de la tige centrale de support 24b, et la tête de pale. De la même manière, des renforts de maintien en cire/céramique (non représentés) peuvent relier entre elles les têtes de pale adjacentes des différentes aubes de carapace lb. Enfin, des éléments de renforts 42b sont agencés entre le godet 32b et les bras de coulée 20b.
Après l'obtention de la carapace 300 et l'élimination de la réplique en cire 100 enfermée dans celle-ci, ainsi que le retrait du couvercle fermant initialement le godet,
11 PCT/FR2015/051769 la carapace est préchauffée à haute température dans un four dédié, par exemple à 1150 C, afin de favoriser la fluidité du métal dans la carapace pendant la coulée.
A la sortie du préchauffage de la carapace, du métal sortant d'un four de fusion est coulé dans les empreintes via le godet 32b représenté, avec la carapace en position retournée par rapport à celle montrée sur la figure 11, c'est-à-dire avec le godet 32b ouvert vers le haut et toujours l'axe 14b orienté verticalement.
Le métal en fusion emprunte donc successivement le godet 32b, le distributeur 12b, les bras de coulée 20b, puis les éléments aubagés de carapace lb, en s'écoulant simplement par gravité. Il est noté qu'antérieurement à la coulée, le support central 24b a de préférence son extrémité obturée afin de ne pas être rempli de métal, et de sorte que le métal coulé passe nécessairement par les bras 20b avant d'entrer dans les éléments aubagés lb. Les renforts 23b, 25b, 42b sont préférentiellement pleins, en céramique, donc non traversés par le métal en fusion lors de la coulée dans la carapace 300.
Après le refroidissement du métal, la carapace est détruite, puis les aubes mobiles 1 sont séparées de la grappe pour d'éventuels usinages et opérations de finition et de contrôle.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une carapace (300) pour la réalisation par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, ladite carapace en forme de grappe comprenant une pluralité d'éléments aubagés de carapace (1b) chacun destiné à l'obtention de l'un desdits éléments aubagés de turbomachine (1), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a) réalisation d'un ensemble (200) autour duquel la carapace est destinée à être formée, l'ensemble comprenant un modèle en cire (100) ainsi qu'un dispositif (32a) destiné à former ultérieurement un godet de coulée de métal (32b), ledit dispositif présentant une surface d'extrémité (40a) ;
b) dépôt d'une couche d'enrobage (46) en cire chaude autour d'au moins une partie dudit ensemble (200), de manière à ce que ladite couche d'enrobage (46) recouvre au moins une partie de la surface d'extrémité (40a) du dispositif destiné à former ultérieurement le godet de coulée de métal ; puis c) formation de la carapace (300) autour dudit ensemble (200) ;
caractérisé en ce que le procédé comprend de plus, entre les étapes b) et c), la mise en uvre d'une étape de structuration de la couche d'enrobage (46) recouvrant ladite surface d'extrémité (40a), cette étape de structuration visant à
renforcer l'adhérence entre cette couche (46) et la carapace à former, et comprenant la réalisation de creux (62) et de saillies (60) sur la couche d'enrobage encore malléable.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de structuration de la couche d'enrobage (46) est mise en uvre par insertion d'une pluralité
d'éléments d'impression (52) dans ladite couche d'enrobage encore malléable, provoquant la formation desdites saillies (60) autour des éléments d'impression, puis par retrait de ces derniers laissant apparaître les creux (62), chacun entouré par l'une desdites saillies (60).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments d'impression sont des plots (52), de préférence avec une tête de surface extérieure (54) présentant une forme générale de calotte sphérique.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre maximal extérieur (D1) de chaque plot (52), et le diamètre extérieur (D2) de la surface d'extrémité (40a) du dispositif (32a), est inférieur à 20.
5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre de plots (52) est compris entre 3 et 20.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé
en ce que l'étape de structuration de la couche d'enrobage (46) est mise en uvre par application d'une pression d'un support (50) portant la pluralité d'éléments d'impression (52), contre ladite couche d'enrobage (46) encore malléable.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite application de pression est réalisée par déplacement dudit ensemble (200), contre le support (50) restant fixe.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de formation de la carapace (300) autour dudit ensemble (200) comprend au moins une opération de séchage réalisée au moins en partie avec ladite surface d'extrémité (40a) orientée vers le bas, et de préférence avec ladite carapace, entourant l'ensemble, déplacée au sein d'un poste de séchage (70).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de formation de la carapace (300) est réalisée par trempage.
10. Procédé de fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité
d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'une carapace (300) par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivie par une coulée de métal dans la carapace.
CA2954026A 2014-07-07 2015-06-29 Procede ameliore de fabrication d'une carapace, pour la realisation par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef Active CA2954026C (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1456522 2014-07-07
FR1456522A FR3023195B1 (fr) 2014-07-07 2014-07-07 Procede ameliore de fabrication d'une carapace, pour la realisation par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef
PCT/FR2015/051769 WO2016005674A1 (fr) 2014-07-07 2015-06-29 Procédé améliore de fabrication d'une carapace, pour la réalisation par moulage à cire perdue d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CA2954026A1 true CA2954026A1 (fr) 2016-01-14
CA2954026C CA2954026C (fr) 2022-04-05

Family

ID=51726688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA2954026A Active CA2954026C (fr) 2014-07-07 2015-06-29 Procede ameliore de fabrication d'une carapace, pour la realisation par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9862023B2 (fr)
EP (1) EP3166739B1 (fr)
JP (1) JP6543327B2 (fr)
CN (1) CN106470781B (fr)
BR (1) BR112017000291B1 (fr)
CA (1) CA2954026C (fr)
FR (1) FR3023195B1 (fr)
RU (1) RU2685614C2 (fr)
WO (1) WO2016005674A1 (fr)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3080385B1 (fr) * 2018-04-19 2020-04-03 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d'un element aubage metallique pour une turbomachine d'aeronef
CN108672658B (zh) * 2018-05-25 2020-01-21 保定风帆精密机械科技有限公司 一种船用推进动力进水端部件精密铸造工艺方法
US11590563B2 (en) 2018-10-16 2023-02-28 General Electric Company Directional solidification casting assembly and method
CN109351951B (zh) * 2018-11-29 2020-12-22 中国科学院金属研究所 一种减少单晶叶片平台疏松缺陷的工艺方法
CN110355330A (zh) * 2019-07-25 2019-10-22 深圳市万泽中南研究院有限公司 一种蜡模组装支架
CN112548039B (zh) * 2020-11-20 2022-03-29 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种高温合金薄壁件榫卯组合式浇注系统及制造方法
CN114733999B (zh) * 2022-03-07 2023-12-15 北京航空材料研究院股份有限公司 用于大型蜡模的底注式蜡模浇注系统及熔模铸造模具
US20230311199A1 (en) * 2022-04-05 2023-10-05 General Electric Company Casting mold

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4240493A (en) * 1979-04-09 1980-12-23 Wilmarth Russell F Shell investment casting process
JPS61222660A (ja) * 1985-03-28 1986-10-03 Mitsubishi Metal Corp 湯口端面にセラミツク・リングを設けたワツクス・ツリ−の成形方法
RU2017562C1 (ru) * 1990-12-06 1994-08-15 Научно-исследовательский машиностроительный институт Литейная многоместная керамическая форма
GB9805371D0 (en) * 1998-03-14 1998-05-06 Rolls Royce Plc A method of making a ceramic shell mould and a method of casting
US6932145B2 (en) * 1998-11-20 2005-08-23 Rolls-Royce Corporation Method and apparatus for production of a cast component
RU2179087C1 (ru) * 2000-07-12 2002-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Устройство для литья монокристаллических отливок
US7207375B2 (en) * 2004-05-06 2007-04-24 United Technologies Corporation Investment casting
FR2985923B1 (fr) * 2012-01-24 2016-02-05 Snecma Carapace pour la fabrication par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef, comprenant des bras de coulee inclines
FR2985924B1 (fr) * 2012-01-24 2014-02-14 Snecma Carapace pour la fabrication par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef, comprenant des ecrans formant accumulateurs de chaleur
CN103464690B (zh) * 2013-08-26 2016-12-07 西安交通大学 一种单晶涡轮叶片陶瓷铸型的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR3023195B1 (fr) 2016-08-19
RU2685614C2 (ru) 2019-04-22
RU2017103750A (ru) 2018-08-09
EP3166739B1 (fr) 2019-08-14
BR112017000291B1 (pt) 2021-06-01
US9862023B2 (en) 2018-01-09
JP6543327B2 (ja) 2019-07-10
FR3023195A1 (fr) 2016-01-08
CN106470781A (zh) 2017-03-01
RU2017103750A3 (fr) 2018-11-27
BR112017000291A2 (pt) 2017-10-31
CN106470781B (zh) 2018-12-04
US20170151605A1 (en) 2017-06-01
JP2017521258A (ja) 2017-08-03
CA2954026C (fr) 2022-04-05
WO2016005674A1 (fr) 2016-01-14
EP3166739A1 (fr) 2017-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2954026C (fr) Procede ameliore de fabrication d'une carapace, pour la realisation par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef
EP2806989B1 (fr) Carapace pour la fabrication par moulage à cire perdue d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, comprenant des écrans formant accumulateurs de chaleur
EP3544754B1 (fr) Modèle en forme de grappe et carapace pour obtention d'un accessoire de manutention indépendant de pièces formées et procédé associé
CA2897680C (fr) Procede de fabrication d'une piece par fonderie a la cire perdue et refroidissement dirige
CA2909031C (fr) Moule de fonderie monocristalline
CA2884458C (fr) Modele de fonderie
EP3134219B1 (fr) Moule pour fonderie monocristalline
CA2943062C (fr) Arbre de coulee et procede d'assemblage
FR2987292A1 (fr) Noyau de fonderie, secteur de stator de turbine a gaz et procede de fabrication d'un tel secteur utilisant un tel noyau.
WO2016059333A1 (fr) Modele en forme de grappe et carapace ameliores pour la fabrication par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef
FR3061050A1 (fr) Moule carapace pour un secteur de roue aubagee
WO2024056977A1 (fr) Grappe de modeles realises en cire et moule pour la fabrication par moulage a cire perdue d'une pluralite d'elements de turbomachine
FR2607038A1 (fr) Procede de fabrication d'un noyau creux en sable agglomere cuit, tete et pot de tir pour sa mise en oeuvre et machine en faisant application

Legal Events

Date Code Title Description
EEER Examination request

Effective date: 20200428