EP4010135A1 - Procede de fabrication d'une piece metallique - Google Patents

Procede de fabrication d'une piece metallique

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EP4010135A1
EP4010135A1 EP20757645.5A EP20757645A EP4010135A1 EP 4010135 A1 EP4010135 A1 EP 4010135A1 EP 20757645 A EP20757645 A EP 20757645A EP 4010135 A1 EP4010135 A1 EP 4010135A1
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EP
European Patent Office
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blank
binder
powder
metal
blade
Prior art date
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Pending
Application number
EP20757645.5A
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German (de)
English (en)
Inventor
Hugo Sistach
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 EP4010135A1 publication Critical patent/EP4010135A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
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    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
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    • B22F3/10—Sintering only
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    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
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    • B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to the general field of manufacturing processes for metal parts. It is particularly applicable to the manufacture of metal parts for aeronautics.
  • MIM Metal Injection Molding
  • the invention provides a method of manufacturing a metal part comprising at least the following steps:
  • the blank of the second portion can be overmolded on the blank of the first portion during injection molding. This arrangement reduces the number of process steps.
  • the first and the second blank can be debonded separately and brought into contact once debonded prior to their joint sintering.
  • the first blank can be obtained by selective melting on a powder bed.
  • the first blank can be obtained by stereolithography, by projection of binder (“binder jetting”), or by deposit of wire (“fused deposition modeling”).
  • the base metal of the first powder and the base metal of the second powder may be identical.
  • the term “base metal” is understood to mean the metal or metal alloy which makes up the majority, that is to say at least 50% by mass, of the powder.
  • the ratio between the volume content of powder in the first blank and the volume content of powder in the second blank may be between 0.6 and 1, 6; for example between 0.8 and 1, 2. It is advantageous for the mass contents in the blanks to be close according to this ratio to allow a better bond between the two parts during sintering and better continuity of the mechanical properties.
  • the part may be a part of a turbomachine, for example of an aeronautical turbomachine.
  • the part can be an aeronautical turbomachine blade comprising a first portion corresponding to an internal part of the blade comprising at least one cooling channel and a second portion corresponding to the aerodynamic profile of the blade.
  • FIG. 1 shows a very schematic view of an aeronautical turbomachine turbine blade obtainable by a method according to the invention.
  • Figure 2 shows schematic views illustrating the different steps of a method according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows schematic views illustrating the different steps of a method according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows very schematically a turbine blade 1 of an aeronautical turbomachine, for example a fixed blade or a movable blade, which comprises an aerodynamic profile 2 which extends between two platforms 3.
  • FIG. 2 very schematically illustrates the various steps of a method according to a first embodiment of the invention. For greater clarity, we have illustrated the manufacture of an assembly comprising the internal part 4 of the blade comprising the cooling channels 5 and the aerodynamic profile 2, without the platforms 3.
  • the platforms 3 can be obtained for example from the blade. same as the airfoil 2.
  • a first step 110 two blanks 10a and 10b of two halves of the aerodynamic profile 2 are formed by injection molding of a mixture comprising a first metal powder and a first binder.
  • Each blank 10a and 10b corresponds in this example to an intrados face and an extrados face of the blade 1 and thus form two shells which, once assembled, can form the aerodynamic profile 2 of the blade 1.
  • a blank 10a or 10b is injected into a mold 11 the mixture which has previously been brought to a temperature sufficient to be injected, and the temperature of the mold is regulated to solidify the binder and be able to unmold the blank 10a or 10b in a so-called "green" or plastic state.
  • the injection can be carried out at pressures which can vary from 400 bar to 800 bar. It is advantageous to make the injection into a cavity of the mold 11 in which a vacuum has been made, in order to facilitate the injection and to ensure the homogeneity of the blank to be molded.
  • a second step 120 which can be performed before, after or simultaneously with step 110, is formed by additive manufacturing a blank 12 of the internal part 4 of the blade 1 which comprises channels 13 intended to form the cooling channels 5 of the blade 1.
  • the blank 12 can be produced by selective melting on a powder bed, and the powder 14 used comprises a mixture of a second metal powder with a second binder in powder form.
  • the device used to carry out step 120 here uses a laser 15 which can selectively merge the binder in successive layers of powder 14 so as to form the blank 12.
  • the parameters of the laser will be adapted to the binder which is used.
  • Other additive manufacturing processes can be implemented, for example example of stereolithography, of the projection of binder (“binder jetting”), or by deposit of wire (“fused deposition modeling”).
  • the first or the second binder can comprise a compound chosen from: paraffins, thermoplastic resins, agar gel, cellulose, polyethylene, polyethylene glycol, polypropylene, stearic acid, polyoxymethylene, etc. . and their mixtures.
  • the first and the second binder may be the same, or alternatively be different.
  • the first and the second binder can have a melting temperature of between 80 ° C and 120 ° C in order to allow better injection into the mold and better melting by the laser.
  • the use of a similar or identical binder for the first and second binder makes it possible to develop a range with a unique debinding.
  • the first or the second powder may comprise a metal or a metal alloy, for example stainless steel, an alloy based on titanium and aluminum, a superalloy based on nickel, or even copper.
  • the first and the second powder may be identical in composition and particle size; or else have different compositions and / or particle sizes.
  • the first powder and the second powder can include the same base metal in order to obtain a part with homogeneous properties.
  • a first volume content of first metal powder in the blanks 10a and 10b which comprise the first metal powder and the first binder can be between 50% and 80%.
  • a second volume content of second metal powder in the blank 12 which comprises the second metal powder and the second binder may be between 50% and 80%.
  • the first and the second content may be substantially identical, for example the ratio between the two contents may be between 0.6 and 1.6, or even between 0.8 and 1.2, in order then to ensure better bonding during joint sintering of the unbound blanks 10a ', 10b', 12 '.
  • a third step 130 the debinding of the blanks 10a is carried out
  • Debinding can consist of dissolving the binder by treatment with a solvent such as water.
  • the debinding can also be carried out catalytically in the presence of hydrochloric acid under reduced pressure. Debinding can still be entirely carried out or finalized by thermal means. In general, the type of debinding is chosen depending on the binder and the powder used.
  • a step 140 the unbound blanks 10a “, 10b" and 12 "are brought into contact in order to form a preform 16 of the part to be manufactured. They can be brought into contact and placed directly in an oven 17 in which the preform 16 will then be sintered, or position them in a tool which allows them to be kept in contact. The blanks can be debonded separately and then brought into contact, or alternatively, they are brought into contact before debinding them.
  • the step 150 of joint sintering of the unbound blanks 10a ’, 10b’ and 12 ’forming a preform 16 is carried out in a furnace 17, in which a sintering temperature is gradually imposed.
  • the blanks can be held in contact with the aid of gravity or tools.
  • the sintering temperature can be of the order of 80% to 90% of the solidus temperature of the metal or of the alloy present in the powders to be sintered and temperature rise ramps can make it possible to gradually reach the temperature of sintering, in a known manner.
  • This step 150 can for example last from 2 hours to 6 hours at a temperature between 1100 ° C and 1400 ° C for nickel-based superalloy powders.
  • Figure 3 illustrates the different steps of a method according to a second embodiment of the invention.
  • a blank 21 is formed by additive manufacturing of the internal part 4 of the blade 1 comprising cooling channels 22.
  • a second step 220 is formed by injection molding a blank 23 of the aerodynamic profile 2 of the blade 1. More precisely, the blank 23 of the aerodynamic profile 2 is overmolded directly on the blank 21 of the part 4 of the blade 1. To do this, there is a mold 24 in the shape of the blade 1 to be manufactured and in which the blank 21 of the internal part 4 is placed, then the mixture comprising a metallic powder and a binder. The mold 24 thus has dimensions greater than those of the blank 21. After this step, an assembly is obtained comprising the blanks 21 and 23 in the green state which are in contact, and the blank 23 is overmolded on the blank 21. In a step 230, identical to step 130, the debinding of the blanks 21 and 23 is carried out to obtain a preform 25 of the vane 1 in powder corresponding to the blanks 21 and 23 unbound.
  • step 240 is carried out for the joint sintering of the preform 25 in an oven 26 to obtain the blade 1, in an identical manner to step 150 described above.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce métallique (1) comprenant au moins les étapes suivantes : la formation (120) par fabrication additive d'une ébauche (12) d'une première portion de la pièce à fabriquer comprenant un premier liant et une première poudre métallique présente dans le premier liant, la formation (110) par moulage par injection d'une ébauche (10a, 10b; 23) d'une deuxième portion de la pièce à fabriquer comprenant un deuxième liant et une deuxième poudre métallique présente dans le deuxième liant, le déliantage (130) de l'ébauche de la première portion et de l'ébauche de la deuxième portion, et le frittage conjoint (150) de la première ébauche déliantée (12') et de la deuxième ébauche déliantée (10a', 10b') pour obtenir la pièce (1), la première et la deuxième ébauches étant en contact lors du frittage.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de fabrication d’une pièce métallique
Domaine Technique [0001] L’invention se rapporte au domaine général des procédés de fabrication de pièces métalliques. Elle s’applique particulièrement à la fabrication de pièces métalliques pour l’aéronautique.
Technique antérieure [0002] Pour réaliser des pièces en grand nombre et avec des coûts réduits, on connaît le procédé de moulage par injection de poudre métallique (ou MIM pour « Métal Injection Molding »). Dans ce procédé connu, on réalise un mélange comprenant une poudre métallique et au moins un liant, on injecte le mélange à l’état ramolli dans un moule ayant la forme de la pièce à fabriquer pour obtenir après démoulage une ébauche de la pièce, on déliante l’ébauche, et on réalise le frittage de l’ébauche déliantée pour obtenir la pièce.
[0003] Ce procédé bien qu’efficace pour fabriquer un grand nombre de pièces, ne permet pas de fabriquer des pièces présentant des géométries complexes comme par exemple les canaux de refroidissement d’une aube de turbomachine aéronautique. Il existe donc un besoin pour un procédé de fabrication qui permette de fabriquer des pièces complexes tout en étant économique et aisé à mettre en oeuvre.
Exposé de l’invention [0004] A cet effet, l’invention propose un procédé de fabrication d’une pièce métallique comprenant au moins les étapes suivantes :
- la formation par fabrication additive d’une ébauche d’une première portion de la pièce à fabriquer comprenant un premier liant et une première poudre métallique présente dans le premier liant, - la formation par moulage par injection d’une ébauche d’une deuxième portion de la pièce à fabriquer comprenant un deuxième liant et une deuxième poudre métallique présente dans le deuxième liant,
- le déliantage de l’ébauche de la première portion et de l’ébauche de la deuxième portion, et
- le frittage conjoint de la première ébauche déliantée et de la deuxième ébauche déliantée pour obtenir la pièce, la première et la deuxième ébauches étant en contact lors du frittage.
[0005] Avec un tel procédé, on peut optimiser la fabrication d’une pièce qui présente une partie complexe réalisable par fabrication additive, et une partie plus simple réalisable par moulage par injection. La durée de fabrication est généralement plus longue pour les procédés de fabrication additive que les procédés de moulage par injection. Ainsi, le procédé selon l’invention est plus rapide et plus polyvalent que les procédés classiques de fabrication d’une pièce métallique. Le choix particulier des procédés de fabrication additive et de moulage par injection à partir d’une poudre et d’un liant, permet ensuite un assemblage efficace des parties de la pièce obtenues par ces techniques à l’aide d’un frittage conjoint. On obtient une pièce robuste même si ses parties ont été fabriquées par des techniques différentes.
[0006] Dans un exemple de réalisation, l’ébauche de la deuxième portion peut être surmoulée sur l’ébauche de la première portion lors du moulage par injection. Cette disposition réduit le nombre d’étapes du procédé.
[0007] Dans un exemple de réalisation, la première et la deuxième ébauche peuvent être déliantées séparément et mises en contact une fois déliantées préalablement à leur frittage conjoint.
[0008] Dans un exemple de réalisation, la première ébauche peut être obtenue par fusion sélective sur lit de poudre. En variante, la première ébauche peut être obtenue par stéréolithographie, par projection de liant (« binder jetting »), ou par dépôt de fil (« fused déposition modelling »).
[0009] Dans un exemple de réalisation, le métal de base de la première poudre et le métal de base de la deuxième poudre peuvent être identiques. On entend par « métal de base » le métal ou l’alliage métallique qui compose la majorité, c’est- à-dire au moins 50% en masse, de la poudre. [0010] Dans un exemple de réalisation, le rapport entre la teneur volumique en poudre dans la première ébauche et la teneur volumique en poudre dans la deuxième ébauche peut être compris entre 0,6 et 1 ,6 ; par exemple compris entre 0,8 et 1 ,2. Il est avantageux que les teneurs massiques dans les ébauches soient proches selon ce rapport pour permettre une meilleure liaison entre les deux parties lors du frittage et une meilleure continuité des propriétés mécaniques.
[0011] Dans un exemple de réalisation, la pièce peut être une pièce de turbomachine, par exemple d’une turbomachine aéronautique.
[0012] Dans un exemple de réalisation, la pièce peut être une aube de turbomachine aéronautique comprenant une première portion correspondant à une partie interne de l’aube comportant au moins un canal de refroidissement et une deuxième portion correspondant au profil aérodynamique de l’aube.
Brève description des dessins
[0013] [Fig. 1] La figure 1 montre une vue très schématique d’une aube de turbine de turbomachine aéronautique pouvant être obtenue par un procédé selon l’invention.
[0014] [Fig. 2] La figure 2 montre des vues schématiques illustrant les différentes étapes d’un procédé selon un premier mode de réalisation de l’invention.
[0015] [Fig. 3] La figure 3 montre des vues schématiques illustrant les différentes étapes d’un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
[0016] La figure 1 montre très schématiquement une aube de turbine 1 de turbomachine aéronautique, par exemple une aube fixe ou une aube mobile, qui comprend un profil aérodynamique 2 qui s’étend entre deux plateformes 3. L’aube 1 illustrée présente en outre une partie interne 4 dans laquelle sont présents des canaux de refroidissement 5 dans lesquels on peut faire circuler de l’air afin de refroidir l’aube 1 en fonctionnement. [0017] La figure 2 illustre très schématiquement les différentes étapes d’un procédé selon un premier mode de réalisation de l’invention. Pour plus de clarté, on a illustré la fabrication d’un ensemble comprenant la partie interne 4 de l’aube comprenant les canaux de refroidissement 5 et le profil aérodynamique 2, sans les plateformes 3. Les plateformes 3 pourront être obtenues par exemple de la même manière que le profil aérodynamique 2.
[0018] Dans une première étape 110, on forme deux ébauches 10a et 10b de deux moitiés du profil aérodynamique 2 par moulage par injection d’un mélange comprenant une première poudre métallique et un premier liant. Chaque ébauche 10a et 10b correspond dans cet exemple à une face intrados et à une face extrados de l’aube 1 et forment ainsi deux coques qui, une fois assemblées, peuvent former le profil aérodynamique 2 de l’aube 1.
[0019] Pour réaliser une ébauche 10a ou 10b, on injecte dans un moule 11 le mélange qui a préalablement été porté à une température suffisante pour être injecté, et on régule la température du moule pour solidifier le liant et pouvoir démouler l’ébauche 10a ou 10b dans un état dit « vert » ou plastique.
[0020] Typiquement, l’injection peut être effectuée à des pressions pouvant varier de 400 bars à 800 bars. Il est avantageux de faire l’injection dans une cavité du moule 11 dans laquelle aura été fait le vide, afin de faciliter l’injection et d’assurer l’homogénéité de l’ébauche qui sera moulée.
[0021] Dans une deuxième étape 120, qui peut être réalisée avant, après ou simultanément à l’étape 110, on forme par fabrication additive une ébauche 12 de la partie interne 4 de l’aube 1 qui comprend des canaux 13 destinés à former les canaux de refroidissement 5 de l’aube 1.
[0022] Dans l’exemple illustré, on peut réaliser l’ébauche 12 par fusion sélective sur lit de poudre, et la poudre 14 utilisée comprend un mélange d’une deuxième poudre métallique avec un deuxième liant sous forme pulvérulente. Le dispositif utilisé pour réaliser l’étape 120 met ici en oeuvre un laser 15 qui peut fusionner sélectivement le liant dans des couches de poudre 14 successives de façon à former l’ébauche 12. Les paramètres du laser seront adaptés au liant qui est utilisé. D’autres procédés de fabrication additive peuvent être mis en oeuvre, par exemple de la stéréolithographie, de la projection de liant (« binder jetting »), ou par dépôt de fil (« fused déposition modelling »).
[0023] Le premier ou le deuxième liant peut comporter un composé choisi parmi : les paraffines, les résines thermoplastiques, le gel d’agar, la cellulose, le polyéthylène, le polyéthylène glycol, le polypropylène, l’acide stéarique, polyoxyméthylène, etc. et leurs mélanges. Le premier et le deuxième liant peuvent être identiques, ou en variante être différents. Le premier et le deuxième liant peuvent présenter une température de fusion comprise entre 80 °C et 120°C afin de permettre une meilleure injection dans le moule et une meilleure fusion par le laser. L’emploi d’un liant similaire ou identique pour le premier et le deuxième liant permet de développer une gamme avec un déliantage unique.
[0024] La première ou la deuxième poudre peut comprendre un métal ou un alliage métallique, par exemple de l’acier inoxydable, un alliage à base de titane et d’aluminium, un superalliage à base de nickel, ou encore du cuivre. La première et la deuxième poudre peuvent être identiques, en composition et en granulométrie ; ou bien présenter des compositions et/ou des granulométries différentes. En particulier, la première poudre et la deuxième poudre peuvent comprendre le même métal de base afin d’obtenir une pièce ayant des propriétés homogènes.
[0025] Une première teneur volumique en première poudre métallique dans les ébauches 10a et 10b qui comprennent la première poudre métallique et le premier liant peut être comprise entre 50% et 80%. Une deuxième teneur volumique en deuxième poudre métallique dans l’ébauche 12 qui comprend la deuxième poudre métallique et le deuxième liant peut être comprise entre 50% et 80%. La première et la deuxième teneur peuvent être sensiblement identiques, par exemple le rapport entre les deux teneurs peut être compris entre 0,6 et 1 ,6, voire entre 0,8 et 1 ,2, afin d’assurer ensuite une meilleure liaison lors du frittage conjoint des ébauches déliantées 10a’, 10b’, 12’.
[0026] Dans une troisième étape 130, on réalise le déliantage des ébauches 10a,
10b et 12 de façon à éliminer les liants présents dans les ébauches. Cette étape permet d’obtenir des ébauches déliantées 10a’, 10b’ et 12’ constituées d’une poudre métallique mise en forme. Le déliantage peut consister à dissoudre le liant par traitement avec un solvant comme de l’eau. On peut aussi réaliser le déliantage par voie catalytique en présence d’acide chlorhydrique sous une pression réduite. Le déliantage peut encore être entièrement réalisé ou finalisé par voie thermique. De manière générale, le type de déliantage est choisi en fonction du liant et de la poudre utilisés.
[0027] Dans une étape 140, on met en contact les ébauches déliantées 10a’, 10b’ et 12’ afin de former une préforme 16 de la pièce à fabriquer. On peut les mettre en contact et les placer directement dans un four 17 dans lequel la préforme 16 sera ensuite frittée, ou les positionner dans un outillage qui permet de les maintenir en contact. On peut délianter les ébauches séparément puis les mettre en contact, ou en variante, les mettre en contact avant de les délianter.
[0028] On réalise enfin l’étape 150 de frittage conjoint des ébauches déliantées 10a’, 10b’ et 12’ formant une préforme 16 dans un four 17, dans lequel une température de frittage est imposée progressivement. Les ébauches peuvent être maintenues au contact à l’aide de la gravité ou d’un outillage. La température de frittage peut être de l’ordre de 80% à 90% de la température de solidus du métal ou de l’alliage présent dans les poudres à fritter et des rampes de montée en température peuvent permettent d’atteindre progressivement la température de frittage, de façon connue. Cette étape 150 peut par exemple durer de 2 heures à 6 heures à une température comprise entre 1100 ° C et 1400 ° C pour des poudres en superalliage à base de nickel.
[0029] La figure 3 illustre les différentes étapes d’un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
[0030] Dans une première étape 210 identique à l’étape 110, on forme par fabrication additive une ébauche 21 de la partie interne 4 de l’aube 1 comprenant des canaux de refroidissement 22.
[0031] Dans une deuxième étape 220, on forme par moulage par injection une ébauche 23 du profil aérodynamique 2 de l’aube 1. Plus précisément, on surmoule l’ébauche 23 du profil aérodynamique 2 directement sur l’ébauche 21 de la partie interne 4 de l’aube 1. Pour ce faire, on dispose d’un moule 24 ayant la forme de l’aube 1 à fabriquer et dans lequel on dispose l’ébauche 21 de la partie interne 4, puis on injecte le mélange comprenant une poudre métallique et un liant. Le moule 24 présente ainsi des dimensions supérieures à celles de l’ébauche 21. Après cette étape, on obtient un ensemble comprenant les ébauches 21 et 23 à l’état vert qui sont au contact, et l’ébauche 23 est surmoulée sur l’ébauche 21. [0032] Dans une étape 230, identique à l’étape 130, on réalise le déliantage des ébauches 21 et 23 pour obtenir une préforme 25 de l’aube 1 en poudre correspondant aux ébauches 21 et 23 déliantées.
[0033] On réalise enfin l’étape 240 de frittage conjoint de la préforme 25 dans un four 26 pour obtenir l’aube 1 , de façon identique à l’étape 150 décrite ci-avant.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Procédé de fabrication d’une pièce métallique (1 ) comprenant au moins les étapes suivantes :
- la formation (120 ; 210) par fabrication additive d’une ébauche (12 ; 21 ) d’une première portion (4) de la pièce à fabriquer comprenant un premier liant et une première poudre métallique présente dans le premier liant,
- la formation (110 ; 220) par moulage par injection d’une ébauche (10a, 10b ; 23) d’une deuxième portion (2) de la pièce à fabriquer comprenant un deuxième liant et une deuxième poudre métallique présente dans le deuxième liant,
- le déliantage (130 ; 230) de l’ébauche (12 ; 21 ) de la première portion et de l’ébauche (10a, 10b ; 23) de la deuxième portion, et
- le frittage conjoint (150 ; 240) de la première ébauche déliantée (12’ ; 24) et de la deuxième ébauche déliantée (10a’, 10b’ ; 24) pour obtenir la pièce (1 ), la première et la deuxième ébauches étant en contact lors du frittage, le rapport entre la teneur volumique en poudre dans la première ébauche (12 ;
21 ) et la teneur volumique en poudre dans la deuxième ébauche (10a, 10b ; 23) étant compris entre 0,6 et 1 ,6.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l’ébauche de la deuxième portion (23) est surmoulée sur l’ébauche de la première portion (21) lors du moulage par injection (220).
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la première (12) et la deuxième (10a, 10b) ébauche sont déliantées séparément et mises en contact une fois déliantées préalablement à leur frittage conjoint.
[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à
3, dans lequel la première ébauche (12 ; 21) est obtenue par fusion sélective sur lit de poudre.
[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à
4, dans lequel le métal de base de la première poudre et le métal de base de la deuxième poudre sont identiques.
[Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à
5, dans lequel la pièce est une pièce de turbomachine.
[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à
6, dans lequel la pièce est une aube (1) de turbomachine aéronautique comprenant une première portion correspondant à une partie interne (4) de l’aube comportant au moins un canal de refroidissement (5) et une deuxième portion correspondant au profil aérodynamique (2) de l’aube.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080237403A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 General Electric Company Metal injection molding process for bimetallic applications and airfoil
US20090183850A1 (en) * 2008-01-23 2009-07-23 Siemens Power Generation, Inc. Method of Making a Combustion Turbine Component from Metallic Combustion Turbine Subcomponent Greenbodies
FR2944721B1 (fr) * 2009-04-24 2014-03-07 Snecma Procede de fabrication d'un aubage par moulage par injection de poudre metallique
FR3028784B1 (fr) * 2014-11-25 2019-05-10 Alliance Procede de fabrication de pieces tridimensionnelles en alliage d'aluminium et de titane, et aube de turbomachine obtenue par un tel procede
CN106975753A (zh) * 2017-03-16 2017-07-25 东莞市依诺电子科技有限公司 一种金属材料薄壁结构零件的3d打印加工方法
FR3066936B1 (fr) * 2017-06-01 2019-11-01 Safran Procede de soudage par cofrittage ameliore

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