FR2890879A1 - Procede de fabrication de pieces creuses telles que des aubes de turbomachine. - Google Patents

Abstract

La présente invention porte sur un procédé de fabrication d'une pièce creuse, telle qu'une aube de turbomachine, avec au moins une cavité, dont le profil extérieur, la géométrie de la cavité et l'épaisseur de paroi sont prédéterminés, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes :la fabrication d'une ébauche brute de fonderie avec cavité (C),la mesure de l'épaisseur des parois (P) formant la cavité,la comparaison de ladite épaisseur de paroi de l'ébauche avec la valeur del'épaisseur prédéterminée de façon à en déterminer les zones en surépaisseur,L'enlèvement de matière par usinage de la surface de l'ébauche dans les zones en surépaisseur.

Description

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La présente invention porte sur la fabrication de pièces telles que des aubages métalliques de turbomachines, présentant des cavités internes à géométrie complexe formant notamment des circuits de refroidissement, selon la technique de fonderie à la cire perdue.

La fabrication de tels aubages passe par la réalisation d'un modèle en cire ou autre matériau équivalent qui comprend une pièce interne formant un noyau de fonderie et figurant les cavités de l'aubage. On utilise pour former le modèle un moule d'injection pour la cire dans lequel on place le noyau et on y injecte la cire. Le modèle en cire est ensuite trempé plusieurs fois dans des barbotines constituées d'une suspension de particules céramiques pour confectionner un moule carapace. On élimine la cire et on cuit le moule carapace. On obtient l'aubage en coulant un métal en fusion qui vient occuper les vides entre la paroi intérieure du moule carapace et le noyau. Grâce à un germe ou un sélecteur approprié et un refroidissement contrôlé, le métal se solidifie selon une structure voulue. Selon la nature de l'alliage et les propriétés attendues de la pièce résultant de la coulée, il peut s'agir de solidification dirigée à structure colonnaire (DS), de solidification dirigée à structure monocristalline (SX) ou de solidification équiaxe (EX) respectivement. Les deux premières familles de pièces concernent des superalliages pour pièces soumises à de fortes contraintes tant thermiques que mécaniques dans le turboréacteur, comme les aubes de turbines HP.

Après solidification de l'alliage, la carapace et le noyau sont décochés. Il en ressort l'aubage désiré.

Le présent déposant dans le cadre du développement de ses procédés et de ses produits cherche, dans le domaine de la fonderie, à pouvoir fabriquer des aubages présentant des épaisseurs de parois très fines. Toutefois la voie de fabrication classique présente des limites de faisabilité dès que l'on veut obtenir des parois d'aubages dont l'épaisseur est faible. En effet, le procédé de fonderie à la cire perdue couramment utilisé ne permet pas d'obtenir des pièces ayant des parois présentant des épaisseurs inférieures à 0,6 mm car, on rencontre alors plusieurs problèmes: - Avec les alliages à solidification dirigée et monocristallins, des grains cristallisés se forment au cours de la solidification à cause des contraintes engendrées par le noyau céramique sur le métal.

- On constate une trop grande dispersion géométrique liée au noyau et résultant de la dilatation et du déport de ce dernier.

- A l'injection de la cire pour former le modèle de l'aube, on risque de casser le noyau car pour obtenir des parois minces, on a besoin d'injecter à des pressions plus élevées que pour les aubes à parois d'épaisseur habituelle; il y a aussi un risque de non venue de la cire.

- Pour obtenir des noyaux très fins, l'injection de la pâte dans le moule de fabrication du noyau étant effectuée à des pressions plus élevées que pour les noyaux habituels, il y a un risque très élevé d'usure prématurée du moule.

- En mettant en oeuvre les procédés usuels, la fabrication d'aubages à parois 45 minces conduirait à un taux trop important de défauts ou de produits défectueux.

- La voie de fabrication directe de fonderie ne permet pas de réagir rapidement à des changements de géométrie de la pièce car il est alors nécessaire de réaliser sur l'outillage des retouches parfois longues et coûteuses.

L'invention a pour objectif de surmonter ces obstacles et de pouvoir fabriquer des aubages ayant une épaisseur de paroi faible, notamment de 0, 45 mm et moins.

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une aube creuse de turbomachine avec au moins une cavité, dont le profil extérieur, la géométrie de la cavité et l'épaisseur de paroi sont prédéterminés.

Conformément à l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes, La fabrication d'une ébauche brute de fonderie avec cavité, La mesure de l'épaisseur des parois formant la cavité, La comparaison de ladite épaisseur de paroi de l'ébauche avec la valeur de l'épaisseur prédéterminée de façon à déterminer les zones en surépaisseur, L'enlèvement de matière par usinage de la surface de l'ébauche dans les zones en surépaisseur.

Le procédé de l'invention présente de nombreux avantages. Il permet, en associant l'usinage aux techniques de fonderie, de fabriquer des aubages creux avec une tolérance dimensionnelle plus faible qu'en fonderie. Il permet ainsi d'obtenir des parois très fines, sans qu'il soit nécessaire de couler une ébauche dont le profil soit aux cotes finales.

Le profil de l'ébauche coulée n'étant pas aux cotes finales, il est possible d'obtenir une aube à parois fines en usinant par fraisage une ébauche ayant été fabriquée à partir du modèle en cire réalisé dans un outillage existant ou simplifié.

Ce procédé permet donc une plus grande liberté de conception et une meilleure réactivité en phase d'innovation. Ainsi l'invention permet de favoriser la conception à coût objectif par le choix du meilleur compromis usinage /fonderie dans les opérations intermédiaires. Il est possible de concevoir des aubes à taux de rebut minimum pour la fonderie et de définir des standards des procédés de fonderie Le procédé s'applique à la fabrication de séries rapides.

L'usinage peut être mis en oeuvre pour obtenir le profil complet d'un aubage ou bien une partie seulement telle que les sorties du bord de fuite ou le pied d'aube.

L'invention s'applique en particulier à un aubage de structure métallurgique équiaxe, à solidification dirigée ou monocristalline.

Conformément à une autre caractéristique, on mesure l'épaisseur de la paroi à partir de points repérés sur le profil extérieur de l'ébauche et de points correspondants sur la surface interne de la cavité à l'intérieur de l'ébauche, et du calcul de la distance entre les points. La mesure des points est effectuée par palpage mécanique ou sans contact.

Conformément à une variante, on mesure l'épaisseur de la paroi à partir de points à la surface de la cavité ou de points à la surface extérieure de l'aube. Notamment on mesure l'épaisseur par des moyens de mesure par ultrasons, par courants de Foucault ou bien par tomographie.

Conformément à une autre variante, on prend, comme points de référence, les points à la surface interne la cavité et on enlève la matière par rapport à cette référence.

Conformément à une autre caractéristique, l'usinage est effectué mécaniquement par fraisage avec enlèvement de copeaux. Il peut être effectué avant traitement thermique ou bien après traitement thermique. Plus particulièrement, l'usinage est réalisé par enlèvement de matière sur une machine de fraisage à commande numérique et à au moins trois axes, de préférence quatre ou cinq axes.

De préférence, l'usinage est effectué par des passages successifs de l'outil sur une épaisseur de l'ébauche comprise entre 0,02 et 0,3 mm. On utilise avantageusement un outil de fraisage comprenant une tête de diamètre compris entre 4 et 8 mm, et un filet de découpe en forme d'hélice inclinée de 20 à 30 degrés. L'usinage est préférentiellement effectué sur un contour excentré de la tête de l'outil de fraisage.

Le procédé est avantageusement appliqué notamment à la reprise d'usinage sur des cordons de soudure effectuée lors d'une opération de réparation d'une aube.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description non limitative qui 25 suit en référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 montre une aube de turbine creuse à la fabrication de laquelle l'invention est susceptible de s'appliquer; La figures 2 montre l'aube creuse de la figure 1 vue en coupe transversale; La figure 3 montre la disposition des éléments constituant le noyau de 30 fabrication de l'aube présentant les cavités de la figure 2; La figure 4 montre schématiquement la mesure du profil; La figure 5 montre un cache permettant le centrage d'une sonde ultra-sonore pour la mesure d'épaisseur de paroi.

Les figures 6 à 8 montrent des modes de détermination de l'épaisseur de paroi 35 d'une pièce creuse; Les figures 9, 11, 13 et 15 représentent les relations entre les cotes des parois et l'épaisseur d'une pièce (ici un cylindre creux simplifié) en tenant compte de différentes variations liées à sa fabrication: Les figures 10, 12, 14 et 16 montrent ces variations dans le cas où la pièce est 40 une aube de turbomachine. En particulier, Les figures 9 et 10 montrent respectivement la cavité du cylindre et celle de l'aube dans les conditions nominales, Les figures 11 et 12 montrent ces mêmes cavités dans le cas d'une expansion positive ou négative ou bien d'une flexion et/ou un vrillage, Les figures 13 et 14 montrent ces mêmes cavités dans le cas d'un déport.

Les figures 15 et 16 montrent le modèle en cire présentant une expansion positive ou négative ou bien présentant une flexion et/ou vrillage du modèle cire.

Les figures 17 et 18 illustrent un exemple de sut-épaisseur à enlever sur une pièce simplifiée (cylindre) et sur une aube respectivement.

Les figures 19 et 20: montrent le profil définitif d'une pièce simplifiée (cylindre) et d'une aube respectivement, La figure 22 montre une fraise lime en cours d'usinage par passes successives avec un pas de 5/100 mm.

La figure 23 montre une fraise lime en cours d'usinage respectant une hauteur de crête de 5/100 mm.

L'aube 1 de turbine représentée sur la figure 1 comprend un pied 2, une plate-forme 3 et une pale 4. Cette aube est obtenue par la technique de fonderie à la cire perdue comme cela a été rappelé plus haut. Cette technique permet notamment de réaliser des aubes comportant des cavités destinées à la circulation d'un fluide de refroidissement. Pour une aube de turbine haute pression dans un moteur à turbine à gaz, il s'agit d'air prélevé au compresseur. Après avoir circulé à l'intérieur de l'aube, l'air est réinjecté dans la veine de gaz par des orifices de sortie ménagés le long du bord de fuite de la pale.

Comme on le voit sur la figure 2, l'aube 1 comprend une surface intrados IN, une surface extrados EX, un bord d'attaque BA, et un bord de fuite BF. L'aube comprend des cavités internes, ici au nombre de sept, référencées de IA à 1G. Le bord de fuite comprend une ouverture alimentée depuis la dernière cavité 1G pour l'échappement du fluide de refroidissement. Les cavités sont séparées les unes des autres par des cloisons 1AB 1BC, etc. Lorsqu'on fabrique de telles aubes par coulée d'un métal en fusion, on doit incorporer au moule carapace un noyau qui occupe les vides des cavités à former dans l'aube. Ce noyau comme on le devine à partir de la figure 2 est complexe. Il comprend notamment des évidements correspondant aux cloisons dont la réalisation n'est pas simple.

Le noyau céramique qui permet d'obtenir l'aube de la figure 2 avec les cavités est représenté en coupe sur la figure 3. On retrouve les éléments de noyau 1A' à 1G' pour ménager les cavités de la pale; Le procédé de l'invention est décrit ci-après.

On connaît le profil théorique de l'aube ainsi que celui de la ou des cavités qu'elle comporte. Ceux-ci sont disponibles sous la forme de données numériques.

Une étape préalable à la mesure du profil de l'aubage métallique consiste à mesurer le profil du noyau servant à obtenir la cavité. Ces mesures permettent la génération d'un fichier de points et leur traitement à l'aide d'un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur.

La mesure du profil du noyau est effectuée au moyen d'une Machine à Mesurer 45 Tridimensionnelle (MMT) avec ou sans contact. Une telle machine est en soi connue; il s'agit d'un dispositif de mesure utilisé à poste fixe, conçu pour effectuer des mesurages à partir d'au moins trois déplacements linéaires ou angulaires générés par la machine. L'un au moins est une mesure linéaire.

Les figures 9, 11, 13, et 15 montrent les différents types d'écarts qui existent sur une pièce creuse, venue de fonderie, par rapport à sa définition théorique. La pièce est représentée de façon simplifiée par un cylindre creux que l'on voit en coupe. Elle comprend une cavité C et une paroi P formant la cavité. On a représenté sur les figures 10, 12, 14, et 16, la transposition de ces écarts à une géométrie d'aubage. Les rayons R et r sont indiqués pour illustrer la valeur de l'épaisseur de paroi égale à R-r. En chaque point du profil de l'aube les valeurs R et r changent mais le raisonnement est le même que pour une pièce simplifiée à profil circulaire.

Le centre O des cercles est un point de référence à partir duquel les mesures sont effectuées dans le plan de coupe passant par ce point. Les coordonnées de ce point sont définies par rapport à un trièdre faisant office de référentiel sur la pièce.

La figure 9 montre la valeur nominale théorique de l'épaisseur de la paroi de la pièce par rapport à la valeur R de la cote externe et la valeur r de la cote interne dans le plan de coupe passant par le point O. La valeur de l'épaisseur est ainsi R-r=e.

Sur la figure 10 la pièce est une aube mais la détermination de l'épaisseur se fait de la même manière à partir d'un point O' de référence.

Il existe trois types de variation dimensionnelle par rapport à la valeur théorique ci-25 dessus.

Sur la figure 11, on a représenté le même type de pièce que sur la figure 9 mais au cours de sa fabrication le noyau s'est dilaté, positivement ou négativement, d'une valeur comprise entre deux valeurs extrêmes +/- a au cours de la coulée de l'alliage. Le profil de la cavité C dans le plan de coupe passant par le point O est à l'intérieur de la bande formée par les deux profils représentés en pointillés. L'épaisseur réelle de la paroi est définie à partir de la relation: e < > (R-r) +/- a.

Autrement dit l'épaisseur de la paroi est comprise entre une valeur maximale: 35 e= (R-r) +a et une valeur minimale e=(R-r)-a).

La figure 12 montre le même type de défaut quand la pièce est une aube.

Sur la figure 13, on a représenté le même type de pièce mais le défaut est celui d'un déport du noyau. Au cours de la coulée de l'alliage le noyau a subi un déplacement. Le décalage dans le plan passant par le point O est de valeur d au point où la mesure est effectuée, par rapport à l'axe théorique. L'épaisseur est alors définie à partir de la relation: e < > (R-r) +/- d.

Pour ce paramètre d , la valeur maximale de l'épaisseur de paroi est donc: e=(R-r) +d et la valeur minimale est e=(R-r)-d.

La figure 14 montre le même type de défaut quand la pièce est une aube.

Dans le cas non représenté où la pièce cumulerait dilation du noyau et déport du noyau, la valeur de l'épaisseur maximale serait e=(R-r) +a+d et la valeur minimale de l'épaisseur serait e=(R-r)-a-d.

La pièce peut subir aussi des dilatations externes lors des étapes de moulage dans le moule carapace et de fusion de l'alliage.

Comme cela est représenté sur la figure 15, la dilatation externe se traduit de la manière 10 suivante: la valeur liée à la dilatation est appelée b. l'épaisseur de la paroi est alors définie à partir de la relation: e<>R+/-b.

L'épaisseur maximale de la paroi est alors e=R+b et l'épaisseur minimale e=R-b.

Dans le cas où la pièce présenterait simultanément les trois défauts: dilatation du noyau _/- a, déport du noyau +/- d et dilatation externe due au moulage et/ou à la fusion +/-b, on peut définir l'épaisseur maximale de la paroi comme valant e=(R-r) +a)+d+b et l'épaisseur minimale comme valant e=(R-r)-a-d-b.

Conformément à l'invention, à partir d'une ébauche venue de fonderie, on procède par enlèvement de matière dans les zones où l'épaisseur est en excès par rapport à la valeur nominale théorique. Le traitement peut être limité à une ou plusieurs zones dont la géométrie est critique et dont on souhaite affiner les parois par usinage. A la limite, on peut souhaiter appliquer le procédé de l'invention sur l'aube entière si on a prévu de l'obtenir par usinage dans son entier.

L'usinage selon l'invention s'applique aux sut-épaisseurs dont l'origine est un défaut. Toutefois le procédé de l'invention s'appliquer également à l'affinement des parois et à l'enlèvement d'une surépaisseur volontaire le cas échéant.

On mesure dans une première étape, le profil de l'aube issue de fonderie ainsi que la position de sa cavité par rapport au profil de l'aubage.

Le moyen de mesure peut être un des moyens connus de l'homme du métier. Il peut 35 s'agir d'une mesure par ultrasons, par courants de Foucault ou bien au moyen d'une Machine à Mesurer Tridimensionnelle (MMT) avec ou sans contact.

On a représenté sur la figure 4, un exemple d'acquisition de valeurs d'épaisseur à l'aide d'un palpeur ultrasonore 100, dont le principe en est le suivant: Les ondes ultrasonores se propageant dans un matériau donné à une vitesse déterminée, une onde ultrasonore est émise par un transducteur 100 d'ondes longitudinales à travers le matériau et est renvoyée par la face opposée de la paroi. La mesure du temps d'aller et retour de l'onde permet alors de déterminer l'épaisseur de la paroi. Par ce moyen, il est donc possible de déterminer l'épaisseur réelle de paroi de l'aubage point par point en fonction de la position sur la surface de la pale. Celle-ci peut présenter un ou plusieurs décalages par rapport à la valeur théorique.

Sur la figure 5 est représenté un cache en matière plastique 500 que l'on place sur l'aubage à mesurer. Ce cache présente des trous 2000 qui permettent de positionner le transducteur ultrasons 100 et d'effectuer les mesures en des points déterminés.

Selon la méthode par courants de Foucault, un signal de courant alternatif est envoyé à une bobine dite d'excitation qui pénètre la paroi de l'aube où elle produit un courant de Foucault. Ces courants de Foucault sont enregistrés par une ou plusieurs bobines de détection dans une sonde appliquée sur la paroi.

La mesure de la position de la cavité dans l'aubage peut être obtenue de différentes manières. Celles-ci sont expliquées en relation avec les figures qui suivent et qui montrent un simple cylindre en coupe transversale.

Selon la méthode illustrée par la figure 6, on repère des points 200 à l'intérieur de la cavité, si celle-ci est accessible par les moyens de mesure, et des points 210 sur le profil externe de la pièce. Les points sont repérés (x, y, z) par rapport à un trièdre X, Y, Z définissant l'origine de la pièce à mesurer.

La mesure est effectuée par exemple par palpage mécanique ou par un moyen sans contact, optique par exemple, ou par tomographie à rayon X. La mesure de l'épaisseur Ep est égale à la mesure de l'intérieur Meslnt moins la mesure de l'extérieur, MesExt: Ep = Meslnt- Mes Ext.

Selon la méthode illustrée par la figure 7, on mesure l'épaisseur de la paroi à partir d'un point 300, repéré par (x,y,z), situé dans la cavité sur le profil interne de l'aubage. Cette mesure peut être effectuée par ultrasons, courants de Foucault ou encore par un tomographe.

La mesure d'épaisseurs de paroi par tomographie consiste à placer la pièce entre une source de rayons X et un détecteur de ces mêmes rayons. On envoie le faisceau de rayons X pour obtenir un premier cliché de la pièce. A partir de ce cliché, on détermine les altitudes pour lesquelles on souhaite mesurer les épaisseurs de paroi. On envoie un faisceau de rayons X à l'altitude souhaitée de la pièce qui tourne entre l'émetteur et le récepteur de rayons X. Ces derniers arrivent sur le récepteur après qu'ils ont traversés la pièce à l'altitude voulue et grâce à un puissant calculateur on obtient une image en coupe de la pièce à partir de laquelle il est possible de mesurer les épaisseurs de paroi en tout endroit du profil de la pièce.

Selon la méthode illustrée par la figure 8, on mesure l'épaisseur de la paroi, à partir d'un point 400 sur le profil externe de l'aubage.

Afin de positionner de manière précise le transducteur ultrasonore, on utilise un cache en matière plastique que l'on place sur le profil d'aube à mesurer. Un tel cache 500 est représenté en figure 5. On place par exemple le trou 2000 en regard du point 1000 pour pouvoir mesurer l'épaisseur de paroi en cet endroit précis.

Cette mesure est effectuée comme précédemment par Ultrasons, courants de Foucault ou encore au moyen d'un tomographe.

Une autre méthode pour obtenir l'épaisseur de paroi d'une pièce creuse est de considérer que la cavité est à sa valeur théorique et d'usiner le profil jusqu'à atteindre les cotes finales. Dans ce cas particulier la cavité se trouve dans sa position théorique, nominale.

La pièce usinée a les épaisseurs de paroi convenables par rapport à la cavité.

Après que l'on a mesuré la position de la cavité et l'épaisseur de la paroi de l'aubage dans les zones prédéterminées, on vient usiner par fraisage la paroi de l'aube ébauche. L'usinage est réalisé au moyen d'une machine à 3 axes, de préférence 4 à 5 axes.

Un schéma de principe montrant l'outil effectuant des passes successives est décrit ci-après La programmation des trajectoires des outils est définie en fonction des valeurs des épaisseurs de paroi et de la position de la cavité. La machine de fraisage usine jusqu'à 20 obtenir les épaisseurs de paroi désirées.

Les mesures effectuée sur l'ébauche brute de fonderie permettent de connaître, comme cela est illustré sur la figure 17, les épaisseurs de parois sur le profil de la pièce. Différentes épaisseurs el, e2, e3, et e4 sont schématisées sur cette figure. La partie hachurée délimite la matière qu'il est nécessaire d'usiner après que l'on a effectué la mesure de ces épaisseurs de parois pour arriver à la pièce cible représentée sur la figure 19.

Lorsque la pièce est une aube, la matière à enlever (700) est représentée hachurée sur la 30 figure 18 et la géométrie finale de l'aube est dessinée sur la figure 20.

L'usinage est avantageusement réalisé au moyen d'un outil tel que celui représenté sur la figure 21.

L'outil utilisé est avantageusement une fraise lime. Ce type d'outil est utilisé depuis longtemps en fonderie notamment pour l'arasage et le meulage de sut-épaisseurs liées à l'utilisation de picots platine ou d'amenées de coulée sur pièces métal. Il s'agit d'un type d'outil économique par rapport à des outils revêtus de carbures qui auraient été adaptés pour la présente application. Son utilisation avec une machine d'usinage à grande vitesse (UGV) combinée à des stratégies d'usinage adaptées est nouvelle.

La fraise 1500 comporte une extrémité 1500A de coupe en forme de portion de sphère et un filet ou bord de coupe en hélice, le long de la tige 1500B. On déplace la fraise perpendiculairement à la surface à usiner à une profondeur, par rapport à cette surface, comprise pour une aube de turbine entre 0,02 et 0,3mm. La profondeur de passe est définie en fonction du décalage de la paroi par rapport à la valeur théorique et à la valeur que l'on veut obtenir en final. La vitesse de l'outil ainsi que celle de son déplacement sont fixées également.

On limite ainsi les efforts sur la matière et on évite que l'outil fléchisse. La tête hémisphérique de l'outil a avantageusement un diamètre compris entre 4 et 8 mm, en fonction de la quantité de matière que l'on souhaite enlever. On procède donc en creusant par paliers successifs de profondeurs déterminées jusqu'à obtenir la valeur d'épaisseur de paroi désirée. On fait préférentiellement travailler la fraise sur la partie 1600 de son profil illustré sur la figure 21, situé dans la partie sphérique ayant un grand diamètre (équateur).

L'usinage par fraisage d'alliages coulés de type SD et monocristallins était considéré jusqu'à présent comme inapproprié. Ce type d'outil a permis de vaincre un préjugé technique à ce sujet.

La figure 22 montre de façon schématique comment l'opération d'usinage est effectuée. L'outil 1500 est monté sur la tête d'une machine d'usinage grande vitesse 220 qui se déplace le long de trajectoires parallèles par rapport à la pièce 50.

Avant de commencer l'usinage, on positionne de manière appropriée par un calcul des moindres carrés la cavité de l'aube.

L'outil est positionné sur la tête 220 de la machine UGV, il tourne à une vitesse d'environ 20 000 tours par minute. Il décrit une trajectoire rayonnée hors de la pièce avant de commencer à usiner celle-ci, il prend ensuite une passe de 0,02 à 0,3 mm ainsi que déjà précisé plus haut pendant qu'il décrit une trajectoire droite tandis qu'il enlève de la matière. On respecte une hauteur de crête 230 sur la figure 23 de 0,05 mm dans le sens du profil de l'aube afin d'obtenir une rugosité définie par une valeur Ra de 0,4 à 0,6 gin. Quand l'outil a fini une passe, on lui fait décrire une trajectoire rayonnante et on revient à l'origine de la pièce en imposant un pas de 5/100 mm par rapport à la passe précédente en suivant le profil de l'aube et on fait décrire à l'outil une trajectoire parallèle à la précédente. On répète ces passes jusqu'à l'obtention des cotes désirées de la pièce et notamment de ses épaisseurs de paroi.

On utilise de préférence une machine outil à commande numérique de type à cinq axes de déplacement, par exemple, trois axes pour le positionnement de la fraise dans l'espace et deux axes pour le positionnement de l'aubage à usiner.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1) Procédé de fabrication d'une pièce creuse telle qu'une aube de turbomachine avec au moins une cavité, dont le profil extérieur, la géométrie de la cavité et l'épaisseur de paroi sont prédéterminés, caractérisé par le fait qu'il comprend la fabrication d'une ébauche brute de fonderie avec cavité (C), la mesure de l'épaisseur des parois (P) formant la cavité, la comparaison de ladite épaisseur de paroi de l'ébauche avec la valeur de l'épaisseur prédéterminée de façon à déterminer les zones en surépaisseur, L'enlèvement de matière par usinage de la surface de l'ébauche dans les 10 zones en surépaisseur.

2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel on mesure l'épaisseur de la paroi à partir de points (210) repérés sur le profil extérieur de l'ébauche, de points correspondants (200) repérés sur la surface interne de la cavité à l'intérieur de l'ébauche, et du calcul de la distance entre les points (200, 210).

3) Procédé selon la revendication 2, dans lequel la mesure des points est effectuée par palpage mécanique ou sans contact.

4) Procédé selon la revendication 1, dans lequel on mesure l'épaisseur de la paroi à partir d'un point repéré (300) à la surface de la cavité ou d'un point repéré à la surface extérieure de l'aube.

5) Procédé selon la revendication 4 dans lequel on mesure l'épaisseur par des moyens de mesure par ultrasons, par courants de Foucault ou bien par tomographie.

6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel on définit des points à la surface interne de la cavité comme points de référence et on enlève la matière 25 par rapport à cette référence.

7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel l'aube (1) a une structure métallurgique équiaxe, à solidification dirigée ou monocristalline.

8) Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'usinage est effectué mécaniquement par fraisage avec enlèvement de copeaux.

9) Procédé selon la revendication précédente dans lequel l'usinage est effectué avant traitement thermique.

10) Procédé selon la revendication 8 dans lequel l'usinage est effectué après traitement thermique.

11) Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel l'usinage est effectué 35 par des passages successifs de l'outil (500) enlevant chacun la matière sur une épaisseur de l'ébauche comprise entre 0,02 et 0, 3 mm.

12) Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel l'usinage est réalisé par enlèvement de matière sur une machine de fraisage à commande numérique et à au moins trois axes, de préférence quatre ou cinq axes.

13) Procédé selon l'une des revendications 8 à 12 dans lequel on utilise un outil (500) de fraisage comprenant une tête de diamètre compris entre 4 et 8 mm.

14) Procédé selon la revendication 13 dans lequel l'outil de fraisage comporte un filet de découpe en forme d'hélice inclinée de 20 à 30 degrés.

15) Procédé selon la revendication 13 ou 14 dans lequel l'usinage est effectué sur un 45 contour excentré de la tête de l'outil de fraisage.

16) Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 appliqué à la reprise d'usinage sur des cordons de soudure effectuée lors d'une opération de réparation d'une aube.