FR3026973A1 - Modele en forme de grappe et carapace ameliores pour la fabrication par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un modèle en forme de grappe et une carapace (200) pour la fabrication par moulage à cire perdue d'aubes de turbomachine d'aéronef, la carapace en forme de grappe comprenant : - une pluralité d'éléments aubagés de carapace (lb) chacun destiné à l'obtention d'une aube et au sein desquelles sont agencés des éléments filaires (19) ; - un distributeur de métal (12b) comprenant une pluralité de sorties de métal (30) chacune ouverte radialement en direction de l'un des éléments aubagés de carapace (lb) et communiquant avec la seconde partie d'extrémité (6b) de cet élément. Selon l'invention, la carapace (200) comporte, associé à chaque seconde partie d'extrémité (6b), un écran de protection (28) visant à protéger une portion sensible des éléments filaires (19) contre l'impact direct d'un flux de métal provenant du distributeur, la portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité (6b), en aval de l'écran de protection (28).

Description

1 MODELE EN FORME DE GRAPPE ET CARAPACE AMELIORES POUR LA FABRICATION 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 est préférentiellement une aube individuelle, telle qu'une aube de roue mobile de compresseur ou de turbine. Alternativement, il peut s'agir d'un secteur comprenant une pluralité de pales, tel qu'un secteur de distributeur basse pression. L'invention concerne plus particulièrement la conception du modèle en forme de grappe et celle de la carapace destinée à être formée autour de ce modèle partiellement en cire, carapace dans laquelle le métal est destiné à être coulé pour l'obtention des éléments aubagés de turbomachine. Elle se rapporte plus spécifiquement à la problématique de casse des éléments filaires équipant la carapace, ces éléments filaires étant destinés à être entourés par le métal lors de la coulée, puis éliminés pour laisser place à des canaux de refroidissement traversant l'élément aubagé.

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 3026973 2 désirés. L'assemblage de ces modèles sur un distributeur en cire permet de constituer un modèle en forme de grappe qui est ensuite plongé dans différentes substances afin de former autour de celui-ci une carapace de céramique d'épaisseur sensiblement uniforme. Le modèle en forme de grappe est également couramment dénommé « réplique », 5 « ensemble-grappe » ou encore « arbre en cire », bien que ses composants ne soient pas tous nécessairement réalisés en cire ou dans un autre matériau sacrificiel. Le procédé est poursuivi en faisant fondre la cire, qui laisse alors son empreinte exacte dans la carapace en céramique, dans laquelle le métal en fusion est versé, via un godet de coulée assemblé sur le distributeur de métal. Après refroidissement du 10 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. Lorsque l'élément aubagé à fabriquer doit comporter des canaux de 15 refroidissement, la carapace est équipée d'éléments filaires traversant les empreintes. Ces éléments filaires sont de préférence réalisés à base de silice. Lors de la coulée du métal dans ces empreintes, le métal en fusion entoure les éléments filaires, qui sont ensuite éliminés pour laisser place à des canaux de refroidissement traversant l'élément aubagé solidifié. En fonctionnement, l'air de refroidissement peut circuler du pied vers la tête de 20 l'élément aubagé, pour en assurer son refroidissement. Les éléments filaires en silice, également dénommés tubes de verre, cheminent donc à travers les empreintes de la carapace, sensiblement selon la direction d'envergure des éléments aubagés. Une portion de ces éléments filaires, dite sensible, se trouve en regard radialement de la sortie du distributeur de métal. Cette portion est 25 effectivement dite sensible, car elle s'avère sujette aux risques de casse dus à l'impact du flux de métal sortant du distributeur. Si une telle cassure de l'un ou de plusieurs éléments filaires se produit suite à l'impact du flux de métal, la pièce est réputée défectueuse, puis rebutée. Pour tenter de résoudre ce problème, le document EP 0 899 039 propose de renforcer les tubes de quartz par une fibre de carbone insérée à l'intérieur du tube.

3026973 3 Néanmoins, cette technique reste coûteuse, et peut ne pas se révéler entièrement satisfaisante. Il existe donc un besoin d'optimisation de la technique actuelle, pour réduire les risques de casse des éléments filaires en verre.

5 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 modèle en forme de grappe, autour duquel est destinée à être formée une carapace pour la fabrication par 10 moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, ledit modèle comprenant : - une pluralité de répliques en cire chacune correspondant à l'un des desdits éléments aubagés de turbomachine, chaque réplique comprenant une partie pale située entre une première extrémité et une seconde extrémité, et étant traversée par des 15 éléments filaires destinés à former ultérieurement des canaux de refroidissement à travers l'élément aubagé, les éléments filaires traversant successivement la première partie d'extrémité, la partie pale et la seconde partie d'extrémité ; - une portion pour la distribution de métal, présentant un axe central autour duquel sont réparties les répliques en cire ; 20 - une zone de raccord entre la portion de distribution de métal et la seconde partie d'extrémité de chaque réplique en cire. Selon l'invention, le modèle en forme de grappe comporte au niveau de chaque zone de raccord un écran de protection visant à protéger, lors d'une étape de coulée de métal dans la carapace, une portion sensible desdits éléments filaires contre 25 l'impact direct d'un flux de métal, ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité, radialement vers l'extérieur par rapport à l'écran de protection, selon ledit axe central.

3026973 4 De manière analogue, l'invention a pour objet une carapace pour la fabrication 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 5 l'obtention de l'un desdits éléments aubagés de turbomachine, chaque élément aubagé de carapace comprenant une partie pale située entre une première partie d'extrémité et une seconde partie d'extrémité, chaque élément aubagé de carapace définissant une cavité au sein de laquelle sont agencés des éléments filaires autour desquels du métal est destiné à être coulé, les éléments filaires traversant successivement la première partie d'extrémité, 10 la partie pale et la seconde partie d'extrémité ; - un distributeur de métal présentant un axe central autour duquel sont répartis lesdits éléments aubagés de carapace, ledit distributeur de métal comprenant une pluralité de sorties de métal chacune ouverte radialement en direction de l'un des éléments aubagés de carapace et communiquant avec la seconde partie d'extrémité de cet 15 élément aubagé de carapace. Selon l'invention, la carapace comporte, associé à chaque seconde partie d'extrémité, un écran de protection visant à protéger une portion sensible desdits éléments filaires contre l'impact direct d'un flux de métal provenant du distributeur, ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité, en aval de l'écran de 20 protection. Bien entendu, le terme aval est ici à considérer au regard d'une direction principale d'écoulement du métal, au sein des pièces concernées de la carapace. En d'autres termes, lors de la coulée, le métal rencontre d'abord l'écran de protection avant de rencontrer la portion sensible des éléments filaires, que cet écran vise à protéger. L'invention est remarquable en ce qu'elle permet, de façon astucieuse et 25 peu coûteuse, de limiter fortement les risques de casse des éléments filaires lors de la coulée ultérieure de métal au sein de la carapace. En effet, les écrans de protection ont pour fonction de dévier le flux de métal de manière à ce qu'il n'impacte plus directement la portion sensible des éléments filaires. Grâce à cette déviation du flux, le métal peut contourner la partie sensible avant d'entrer en contact avec elle, ce qui réduit 30 considérablement les impacts thermiques et mécaniques sur les éléments filaires.

3026973 5 En d'autres termes, grâce à l'invention, les éléments filaires ne sont pas impactés directement par le flux de métal au niveau de leur surface orientée radialement en regard de la sortie du distributeur, mais impactés au niveau de leur surface opposée. L'invention présente au moins l'une des caractéristiques optionnelles 5 suivantes, prises isolément ou en combinaison. De plus, il est noté que si les caractéristiques mentionnées ci-dessous sont décrites en relation avec la carapace, il doit être compris qu'elles s'appliquent de manière analogue au modèle en forme de grappe, autour duquel cette carapace est destinée à être formée. Ledit écran de protection est agencé au niveau de ladite sortie de métal 10 du distributeur en s'étendant axialement à travers l'intégralité de cette sortie de métal, de façon à forcer le flux de métal à circuler d'un côté et/ou de l'autre côté de l'écran. L'écran de protection est agencé radialement en regard de ladite portion sensible desdits éléments filaires. L'écran de protection présente une forme parallélépipédique rectangle.

15 Néanmoins, de nombreuses autres formes peuvent convenir, par exemple cylindrique, sphérique, elliptique, ovoïde, etc. La forme de parallélépipède rectangle a cependant été retenue pour les résultats très performants observés lors de tests sur la carapace conformée selon l'invention. L'écran de protection est réalisé à partir d'un élément en céramique 20 équipant un modèle en forme de grappe autour duquel la carapace est destinée à être formée, ou réalisé lors de la formation de cette carapace par remplissage d'une empreinte dédiée dans ledit modèle en forme de grappe, partiellement en cire. La carapace est réalisée en céramique, de préférence par trempage. Lesdits éléments filaires sont réalisés à base de silice, de préférence sous 25 forme de tubes. Lesdits éléments aubagés de carapace sont chacun conçus pour l'obtention d'une aube mobile unique, telle qu'une aube de roue mobile de compresseur ou de turbine. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle 30 carapace, comprenant la réalisation d'un modèle en forme de grappe autour duquel la 3026973 6 carapace est destinée à être formée, ledit modèle étant équipé de pièces en céramique destinées à former lesdits écrans de protection, ou bien équipé d'empreintes dans lesquelles la carapace est destinée à être formée pour constituer lesdits écrans de protection. A cet égard, la carapace est préférentiellement obtenue par trempage du 5 modèle en forme de grappe dans plusieurs bains de céramique. Enfin, 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, mis en oeuvre à l'aide d'une telle carapace et/ou d'un tel modèle en forme de grappe, le procédé comprenant une étape de coulée du métal dans la carapace, au cours de laquelle 10 chaque écran de protection dévie le métal en fusion de façon à ce que ce métal contourne la partie sensible des éléments filaires avant d'entrer en contact avec celle-ci. Comme évoqué ci-dessus, grâce à cette technique propre à l'invention, les éléments filaires ne sont donc pas impactés directement par le flux de métal au niveau de leur surface orientée radialement en regard de la sortie du distributeur, mais impactés au niveau de leur surface 15 opposée. De préférence, le procédé comprend les étapes successives suivantes : - réalisation de la carapace ; - coulée du métal dans la carapace ; - extraction des éléments aubagés obtenus dans les éléments aubagés de 20 carapace ; et - élimination des éléments filaires, de manière à laisser apparaître des canaux de refroidissement à travers les éléments aubagés. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.

25 BRÈVE 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 3026973 7 invention, ledit élément aubagé se présentant sous la forme d'une aube mobile de turbine haute pression ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un modèle en forme de grappe servant à la fabrication d'une carapace pour la réalisation, par moulage à cire 5 perdue, d'aubes du type de celle montrée sur la figure 1; - la figure 3 représente une vue partielle agrandie de celle de la figure 2 ; - la figure 4 représente une vue en coupe prise le long de la ligne IV-IV de la figure 3 ; - la figure 5 représente une vue en coupe prise selon le plan V-V de la 10 figure 3 ; - la figure 5a est une vue similaire à celle de la figure 5, avec le modèle en forme de grappe représenté selon une alternative de réalisation ; - la figure 6 est une vue en perspective similaire à celle de la figure 3, selon un angle de vue différent ; 15 - la figure 7 représente une vue schématique d'une carapace spécifique à la présente invention, obtenue à l'aide du modèle en forme de grappe montré sur les figures précédentes ; - la figure 8 représente une vue partielle en coupe d'un élément aubagé de carapace ; 20 - la figure 9 montre une sortie de métal prévue sur le distributeur de la carapace, et correspond à une vue en coupe prise le long de la ligne IX-IX de la figure 10 ; - la figure 10 est une vue en coupe prise le long de la ligne X-X de la figure 9 ; et - les figures 11 et 12 représentent des vues similaires à celle de la figure 25 10, avec la carapace schématisée dans des états différents au cours du début d'une étape de coulée du métal. 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 3026973 8 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'aube 1 comporte des canaux 3 de passage d'air de refroidissement. Ces 5 canaux de refroidissement 3 traversant entièrement l'aube, selon la direction de l'envergure de l'aube. Aussi, chaque canal 3 débouche au niveau de la tête ou sommet de l'aube, ainsi qu'au niveau du pied 4 de celle-ci. Il est noté que dans la suite de la description, les termes « haut », « bas », « dessus » et « dessous » s'entendent suivant l'orientation des vues sur les figures.

10 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, 15 réalisées isolément ou par secteurs comprenant plusieurs aubes. Pour la fabrication de la carapace, il est tout d'abord réalisé un modèle en forme de grappe autour duquel une carapace de céramique est destinée à être formée ultérieurement. Le modèle 100 est essentiellement composé d'éléments sacrificiels réalisés en cire, mais pas exclusivement. Cependant, par la suite, il sera dénommé « modèle 20 en cire ». Sur la figure 2, le modèle en cire 100 est représenté dans une position dans laquelle la carapace est ensuite remplie de métal. Néanmoins, la réalisation du modèle en cire dans une position retournée par rapport à celle montrée sur la figure 2 facilite l'opération d'assemblage des différents éléments constitutifs de ce modèle en cire, 25 qui vont à présent être décrits. Le modèle 100 comporte tout d'abord une portion pour la distribution de métal, référencée 12a. Cette portion en cire comprend un élément central plein 13a de forme révolutionnaire, cylindrique ou conique, d'axe central 14a qui coïncide avec l'axe central de l'ensemble du modèle en cire 100. L'axe 14a est orienté verticalement, et donc 30 considéré comme représentant la direction de la hauteur.

3026973 9 L'élément central plein 13a est fixé à un godet de coulée de métal 35 de forme conique, situé au-dessus de cet élément plein 13a. Ce dernier est relié par des bras radiaux 15a à une couronne de distribution 17a centrée sur l'axe 14a. Les bras 15a et la couronne 17a sont agencés juste au-dessous du godet de coulée 35.

5 Pour renforcer le maintien de la couronne 17a de la portion de distribution 12a, il est prévu plusieurs renforts de maintien en cire/céramique 23a reliant la couronne 17a au godet 35. Ces renforts 23a sont orientés sensiblement verticalement dans la position du modèle 100 schématisé sur la figure 2. De plus, à la périphérie de la couronne de distribution 17a, il est fixé des 10 répliques en cire la de l'aube de turbine représentée sur la figure 1. Chaque réplique la comprend donc une pale 2a, agencée entre une première extrémité 4a et une seconde extrémité 6a auxquelles la pale est raccordée. La première extrémité 4a forme un pied d'aube, et comprend une plateforme 8a. La seconde extrémité 6a est quant à elle agencée au-dessus de la tête de pale, au niveau de la couronne 15 de distribution 17a selon la direction de la hauteur. La seconde extrémité 6a présente une forme élargie par rapport à la pale 2a, comme cela a été représenté de manière schématique sur la figure 2. La direction selon laquelle se succèdent la pale 2a et les extrémités 4a, 6a correspond à la direction radiale ou direction d'envergure de l'élément aubagé en cire la, 20 cette direction étant de préférence sensiblement parallèle à la direction de l'axe 14a, c'est- à-dire parallèle à la direction de la hauteur de la réplique 100. Les aubes en cire la sont traversées par des éléments filaires 19 en verre, destinés à former ultérieurement les canaux de refroidissement précités 3, représentés sur la figure 1. Ils traversent intégralement chaque aube la, en passant successivement par la 25 première extrémité 4a, la partie pale 2a, et la seconde partie d'extrémité 6a raccordée à la couronne de distribution 17a. Comme cela est visible sur la figure 2, les éléments filaires 19, de préférence en forme de tubes de verre à base de silice, font saillie de part et d'autre de chaque aube la, selon la direction d'envergure. Les aubes en cire la s'étendent donc vers le haut, en étant disposées 30 autour de l'axe 14a, et également autour d'un support central en cire 24a s'étendant selon 3026973 10 ce même axe, vers le bas à partir de l'élément central 13a de la portion de distribution 12a. Le support 24a prend préférentiellement la forme d'un cylindre d'axe 14a, qui s'étend jusqu'à proximité de l'extrémité 4a de l'aube en cire la. Des bras radiaux intermédiaires en cire 26a relient le support 24a aux 5 pales 2a, à mi-hauteur de celles-ci. Enfin, l'extrémité basse du support 24a est reliée aux extrémités 4a des aubes en cire la, via une couronne de distribution secondaire 27a, semblable à la couronne 17a précitée. Les aubes en cire la forment la paroi périphérique de la réplique en cire 10 100, d'axe 14a. Elles sont espacés circonférentiellement les unes des autres, et définissent un espace intérieur centré sur cet axe 14a, espace dans lequel se trouve donc le support 24a précité. 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 2, ce pied 4a pourrait 15 alternativement être agencé en haut, sans sortir du cadre de l'invention. En référence à présent plus spécifiquement aux figures 3 à 6, lors de la réalisation de la réplique en cire 100, il est assemblé sur celle-ci des écrans de protection en céramique 28. Ces écrans 28 sont agencés à la périphérie de la couronne de distribution 17a, au niveau d'une zone de raccord 30a entre la couronne 17a et chaque seconde partie 20 d'extrémité 6a. Comme cela sera détaillé ci-après, ces écrans 28 ont pour fonction de dévier le flux de métal coulé ultérieurement dans la carapace, de manière à ce qu'il n'impacte plus directement la portion sensible des éléments filaires. Grâce à cette déviation du flux, le métal peut contourner la partie sensible avant d'entrer en contact avec elle, ce qui réduit les impacts thermiques et mécaniques sur les éléments filaires en verre.

25 Chaque écran de protection 28 présente une forme sensiblement parallélépipédique rectangle, ou bien celle d'un secteur angulaire d'une pièce révolutionnaire, d'axe 14a. Son grand axe est de préférence orienté sensiblement parallèlement à l'axe 14a. L'écran 28 est logé dans un renfoncement de la périphérie de la couronne 17a, de manière à ce que sa surface orientée radialement vers l'extérieur se 30 trouve sensiblement dans la continuité géométrique du chant périphérique de cette 3026973 11 couronne, comme cela est visible sur les figures 3 et 5. Néanmoins, l'écran 28 pourrait être agencé plus vers l'extérieur dans la direction radiale, par exemple de manière à traverser la zone de raccord 30a, sans sortir du cadre de l'invention. Sur la figure 5, il est également possible d'apercevoir l'écran 28 en regard 5 radialement des éléments filaires en verre 19, destinés à être protégés du flux de métal par cet écran. De plus, les éléments filaires 19 sont agencés radialement vers l'extérieur par rapport à l'écran 28, selon l'axe central 14a. En outre, l'écran de protection 28 s'étend verticalement au-delà de la couronne de distribution 17a, de part et d'autre de celle-ci, comme cela est le mieux visible 10 sur les figures 4 et 6. Grâce à cet agencement, lorsque la couronne de distribution en cire 17a est éliminée et qu'elle laisse place, au niveau de la zone de jonction 30a, à une sortie de métal (dont le futur emplacement est identifié par la référence 30 sur les figures 4 et 5), le flux de métal est forcé de circuler d'un côté de l'écran, c'est-à-dire de contourner circonférentiellement ce dernier.

15 Comme cela sera décrit ci-après, la carapace est destinée à être formée autour du modèle en cire 100, et donc autour des écrans 28 qui resteront intégrés à cette carapace lors de la coulée du métal, et qui ne seront donc pas éliminés avec le reste du modèle 100 avant cette coulée. Cependant, dans l'alternative de réalisation représentée sur la figure 5a, les écrans de protection en céramique sont remplacés par des empreintes 20 28' de même forme, destinées à être remplies par les matériaux constitutifs de la carapace lors de la formation de celle-ci. Aussi, dans cette alternative de réalisation, les écrans de protection sont formés en même temps que la carapace, et forment une pièce unique. Après l'obtention du modèle en cire 100 décrit sur les figures 2 à 6, il est procédé à la fabrication de la carapace autour de ce modèle. La mise en oeuvre l'étape de 25 réalisation de la carapace en céramique s'effectue par trempage du modèle 100 dans des bains successifs (non représentés). Cette étape est connue en tant que telle, et ne sera donc pas davantage décrite. Après son séchage, la carapace 200 qui est obtenue est représentée schématiquement sur les figures 7 à 10. Elle présente également une forme générale de 30 grappe, et comporte bien entendu des éléments similaires à ceux de la réplique en cire 100.

3026973 12 Ces éléments de carapace vont à présent être décrits, avec la carapace représentée dans une position telle qu'adoptée ensuite lorsqu'elle est remplie de métal. La carapace 200 comporte tout d'abord un distributeur de métal, référencée 12b. Le distributeur comprend un élément central plein 13b de forme 5 révolutionnaire, cylindrique ou conique, d'axe central 14b qui coïncide avec l'axe central de la carapace 200, orienté verticalement. L'élément central plein 13b est fixé au godet de coulée de métal 35, qui peut être recouvert intégralement ou partiellement de la carapace. Des bras radiaux 15b relient l'élément central plein 13b à une couronne de distribution 17b centrée sur l'axe 10 14b. Les bras 15b et la couronne 17b sont agencés juste au-dessous du godet de coulée 35. Pour renforcer le maintien de la couronne 17b, il est prévu plusieurs renforts de maintien en cire/céramique 23b reliant la couronne 17b au godet 35. Ces renforts 23b sont orientés sensiblement verticalement dans la position de la carapace 200 schématisée sur la figure 7.

15 De plus, à la périphérie de la couronne de distribution 17b, il est fixé des éléments aubagés de carapace lb. Ces éléments lb sont dits aubagés car après élimination de la réplique en cire la, ils forment chacun intérieurement une cavité correspondant à l'une des aubes 1. Comme cela est visible sur les figures schématiques 7 et 8, chaque 20 élément aubagé de carapace lb comprend donc une partie de pale 2b, agencée entre une première extrémité 4b et une seconde extrémité 6b auxquelles la pale est raccordée. La première extrémité 4b forme un pied d'aube, et comprend une plateforme 8b. La seconde extrémité 6b est quant à elle agencée au-dessus de la tête de pale, au niveau de la couronne de distribution 17b selon la direction de la hauteur. La seconde extrémité 6b présente une 25 forme élargie par rapport à la pale 2b, comme cela a été représenté de manière schématique sur la figure 8. La direction selon laquelle se succèdent la partie pale 2b et les extrémités 4b, 6b correspond à la direction radiale ou direction d'envergure de l'élément aubagé de carapace lb, cette direction étant de préférence sensiblement parallèle à la direction de 30 l'axe 14b, c'est-à-dire parallèle à la direction de la hauteur de la carapace 200.

3026973 13 Les cavités définies par les aubes de carapace lb sont traversées par les éléments filaires 19 en verre, destinés à former ultérieurement les canaux de refroidissement des aubes. Ils traversent intégralement chaque élément lb, en passant successivement par la première partie d'extrémité 4b, la partie pale 2b, et la seconde partie 5 d'extrémité 6b raccordée à la couronne de distribution 17b. Comme cela est visible sur les figures 7 et 8, les extrémités hautes et basses des éléments filaires en verre 19 sont noyées dans la carapace 200, ce qui assure leur maintien au sein des différentes cavités qu'ils traversent. Les éléments aubagés de carapace lb s'étendent donc vers le haut, en 10 étant disposées autour de l'axe 14b, et également autour d'un support central 24b s'étendant selon ce même axe, vers le bas à partir de l'élément central 13b. Le support 24b prend préférentiellement la forme d'un cylindre creux d'axe 14b, qui s'étend jusqu'à proximité de l'extrémité 4b des éléments aubagés lb. Des bras radiaux intermédiaires 26b relient le support 24b aux parties de 15 pale 2b, à mi-hauteur de celles-ci. En outre, l'extrémité basse du support 24b est reliée aux extrémités 4b des éléments aubagés lb, via une couronne secondaire de distribution de métal 27b, semblable à la couronne 17b précitée. Les éléments aubagés lb forment la paroi périphérique de la carapace 20 200, d'axe 14b. Ils sont espacés circonférentiellement les uns des autres, et définissent un espace intérieur centré sur cet axe 14b, espace dans lequel se trouve donc le support 24b. En référence à présent plus spécifiquement aux figures 9 et 10, il est montré le distributeur 17b avec l'une de ses sorties de métal 30, correspondant à une ouverture radiale sur le chant de ce distributeur, c'est-à-dire à la périphérie de celui-ci, là 25 où se trouvait la zone de raccord 30a sur le modèle en cire 100. Cette sortie de métal 30 est donc obtenue par élimination de la cire, qui occupait initialement cette ouverture, orientée radialement vers l'extérieur en direction de la seconde partie d'extrémité 6b, avec laquelle elle communique directement. La sortie de métal 30 est équipée de l'écran de protection 28, obturant 30 une partie d'extrémité circonférentielle de cette sortie. L'écran 28, agencé au niveau de la 3026973 14 jonction avec la seconde partie d'extrémité 6b, est donc situé en amont de la portion sensible des éléments filaires 19 logés dans la cavité de cette seconde partie d'extrémité 6b, le terme amont étant à considérer au regard d'une direction principale d'écoulement du métal au sein des pièces concernées.

5 Il est également prévu pour être entouré de la carapace à ses extrémités haute et basse, comme cela est visible sur la figure 9. Le fait de noyer ces extrémités dans la carapace 200 permet d'assurer son maintien au sein de celle-ci. Cela permet également à l'écran de s'étendre axialement à travers l'intégralité de la sortie de métal 30, c'est-à-dire sur toute la hauteur de celle-ci. En s'étendant axialement de la sorte, l'écran 28 force le flux 10 de métal à circuler d'un côté de cet écran, afin d'obtenir l'effet escompté de déviation du flux, aux fins précitées. De plus, l'écran de protection 28 est agencé radialement en regard de la portion sensible des éléments filaires 19 en verre. L'étendue circonférentielle de l'écran n'est pas nécessairement identique à celle du réseau d'éléments filaires, mais peut être 15 inférieure. Cette étendue circonférentielle, ainsi que d'autres paramètres comme la position de l'écran 28 au sein de la sortie de métal 30, peuvent être ajustés de façon à ce que lors de la coulée ultérieure, le flux de métal soit correctement dévié et qu'il n'impacte pas directement la portion sensible des éléments filaires 19. Par conséquent, en fonction de la géométrie de la carapace et de la position des éléments filaires 19, l'écran 28 pourrait 20 être placé autre part qu'à l'une des extrémités de la sortie de métal 30, de façon à forcer le métal à circuler de part et d'autre de celui-ci, afin de protéger correctement la partie sensible de ces éléments filaires. Après l'obtention de la carapace 200 et l'élimination de l'essentiel du modèle 100 enfermé dans celle-ci, la carapace est préchauffée à haute température dans 25 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 35, avec la carapace dans la position telle que montrée sur la figure 7, c'est-à-dire avec le godet 35 ouvert vers le haut et toujours 30 l'axe 14b orienté verticalement.

3026973 15 Le métal en fusion emprunte donc successivement le godet 35, le distributeur 12b, puis les éléments aubagés de carapace lb, en s'écoulant simplement par gravité. Le métal s'écoule également vers le bas à l'intérieur du support 24b, pour alimenter ensuite les bras radiaux intermédiaires 26b et la couronne de distribution secondaire 27b.

5 D'ailleurs, même s'il s'agit d'une région moins sensible, les secondes parties d'extrémité 4b situées en bas de la carapace pourraient être équipées d'écrans sensiblement identiques pour la protection de la portion des tubes de verre 19 située radialement en regard des sorties de métal du distributeur secondaire 27b, sans sortir du cadre de l'invention. Il est noté que les renforts 23b sont préférentiellement pleins, en 10 céramique, donc non traversés par le métal en fusion lors de la coulée dans la carapace 300. Lors de l'initiation de cette coulée, le métal circule à travers l'élément central plein 13b, les bras radiaux 15b, puis chemine circonférentiellement à travers la couronne 17b jusqu'à arriver à proximité de la sortie de métal 30. Comme cela a été 15 représenté schématiquement sur la figure 11, le métal 40 arrivant à l'extrémité circonférentielle de la sortie 30 ne peut pas passer à travers cette sortie, car elle est obturée par l'écran de protection 28 qui dévie le flux. Le flux passe donc à côté, dans la direction circonférentielle, de l'écran de protection 28, pour ensuite transiter par la partie non-obturée de la sortie de métal 30.

20 Grâce à cette déviation et à la célérité du flux de métal, ce dernier peut contourner la partie sensible des éléments filaires verre 19, avant d'entrer en contact avec ces éléments, ce qui réduit les impacts thermiques et mécaniques sur les éléments filaires en verre. Comme cela a été schématisé sur la figure 12, grâce au contournement réalisé, la partie sensible des éléments filaires en verre 19 n'est pas impactée directement par le flux 25 de métal au niveau de leur surface orientée radialement vers l'intérieur en regard de la sortie 30, mais impactée au niveau de leur surface opposée, orientée radialement vers l'extérieur. Après le refroidissement du métal suite à la coulée, la carapace est détruite, puis les aubes mobiles 1 sont extraites de la grappe pour d'éventuels usinages et 30 opérations de finition et de contrôle. Parmi ces étapes, celle de l'élimination des tubes de 3026973 16 verre 19 encore présents au sein des aubes obtenues. Cette étape d'élimination est réalisée de manière conventionnelle, par exemple par destruction chimique. 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 5 non limitatifs. 10

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Modèle en forme de grappe (100), autour duquel est destinée à être formée une carapace (200) pour la fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, ledit modèle comprenant : - une pluralité de répliques en cire (1a) chacune correspondant à l'un des desdits éléments aubagés de turbomachine (1), chaque réplique (1a) comprenant une partie pale (2a) située entre une première extrémité (4a) et une seconde extrémité (6a), et étant traversée par des éléments filaires (19) destinés à former ultérieurement des canaux de refroidissement à travers l'élément aubagé (1), les éléments filaires (19) traversant successivement la première partie d'extrémité (4a), la partie pale (2a) et la seconde partie d'extrémité (6a) ; - une portion (12a) pour la distribution de métal, présentant un axe central (14a) autour duquel sont réparties les répliques en cire (1a) ; - une zone de raccord (30a) entre la portion de distribution de métal (12a) et la seconde partie d'extrémité (6a) de chaque réplique en cire (1a) ; caractérisé en ce que le modèle (100) en forme de grappe comporte au niveau de chaque zone de raccord (30a) un écran de protection (28) visant à protéger, lors d'une étape de coulée de métal dans la carapace, une portion sensible desdits éléments filaires (19) contre l'impact direct d'un flux de métal (40), ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité (6a), radialement vers l'extérieur par rapport à l'écran de protection (28), selon ledit axe central (14a).
2. 2. Carapace (200) pour la fabrication 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 (lb) chacun destiné à l'obtention de l'un desdits éléments aubagés de turbomachine (1), chaque élément aubagé de carapace (lb) comprenant une partie pale (2b) située entre une première partie d'extrémité (4b) et une seconde partie d'extrémité (6b), chaque élément aubagé de 3026973 18 carapace (lb) définissant une cavité au sein de laquelle sont agencés des éléments filaires (19) autour desquels du métal est destiné à être coulé, les éléments filaires traversant successivement la première partie d'extrémité (4b), la partie pale (2b) et la seconde partie d'extrémité (6b) ; 5 - un distributeur de métal (12b) présentant un axe central (14b) autour duquel sont répartis lesdits éléments aubagés de carapace (lb), ledit distributeur de métal comprenant une pluralité de sorties de métal (30) chacune ouverte radialement par rapport à l'axe central (14b) en direction de l'un des éléments aubagés de carapace (lb) et communiquant avec la seconde partie d'extrémité (6b) de cet élément aubagé de 10 carapace ; caractérisée en ce que la carapace (200) comporte, associé à chaque seconde partie d'extrémité (6b), un écran de protection (28) visant à protéger une portion sensible desdits éléments filaires (19) contre l'impact direct d'un flux de métal (40) provenant du distributeur, ladite portion sensible étant située dans la seconde partie 15 d'extrémité (6b), en aval de l'écran de protection (28).
3. 3. Carapace selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit écran de protection (28) est agencé au niveau de ladite sortie de métal (30) du distributeur en s'étendant axialement à travers l'intégralité de cette sortie de métal, de façon à forcer le 20 flux de métal à circuler d'un côté et/ou de l'autre côté de l'écran (28), et/ou en ce que l'écran de protection (28) est agencé radialement en regard de ladite portion sensible desdits éléments filaires (19), ledit écran de protection (28) présentant de préférence une forme parallélépipédique rectangle. 25
4. 4. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'écran de protection (30) est réalisé à partir d'un élément en céramique équipant un modèle en forme de grappe (100) autour duquel la carapace (200) est destinée à être formée, ou réalisé lors de la formation de cette carapace (200) par remplissage d'une empreinte dédiée (28') dans ledit modèle en forme de grappe (100). 30 3026973 19
5. 5. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en céramique.
6. 6. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée 5 en ce que lesdits éléments filaires (19) sont réalisés à base de silice.
7. 7. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que lesdits éléments aubagés de carapace (lb) sont chacun conçus pour l'obtention d'une aube mobile unique (1). 10
8. 8. Procédé de fabrication d'une carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant la réalisation d'un modèle en forme de grappe (100) autour duquel la carapace (200) est destinée à être formée, ledit modèle étant équipé de pièces en céramique (28) destinées à former lesdits écrans de protection, ou bien équipé d'empreintes (28') dans lesquelles la carapace est destinée à être formée pour constituer 15 lesdits écrans de protection (28).
9. 9. Procédé de fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à l'aide d'une carapace (200) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 et/ou 20 à l'aide d'un modèle (100) en forme de grappe selon la revendication 1, le procédé comprenant une étape de coulée du métal dans la carapace, au cours de laquelle chaque écran de protection (28) dévie le métal en fusion (40) de façon à ce que ce métal contourne la partie sensible des éléments filaires avant (19) d'entrer en contact avec celle-ci. 25
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - réalisation de la carapace (200) ; - coulée du métal dans la carapace ; - extraction des éléments aubagés (1) obtenus dans les éléments aubagés 30 de carapace (lb) ; et 3026973 20 - élimination des éléments filaires (19), de manière à laisser apparaître des canaux de refroidissement (3) à travers les éléments aubagés (1). 5