FR3037138B1 - Procede de fabrication d'un dispositif de controle de contrainte et installation permettant la mise en œuvre d'un tel procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle (30) de contrainte sur un élément de turbomachine. Le procédé comporte les étapes suivantes : dépôt à la surface de l'élément de turbomachine d'une première couche de matériau isolant ; dépôt sur la surface de la première couche d'une deuxième couche (22) d'un matériau sensible aux contraintes; gravure localisée de la deuxième couche (22) par déplacement d'au moins un moyen de gravure à balayage le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle (30) de manière à former le dispositif de contrôle (22). L'invention concerne en outre une installation permettant la fabrication d'un tel dispositif de contrôle (22) de contrainte.
Description
PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE CONTRAINTE ET INSTALLATION PERMETTANT LA MISE EN ŒUVRE D'UN TEL PROCÉDÉ
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de la surveillance des turbomachines et plus particulièrement les mesures de contraintes existantes sur les éléments de tubomachine tels que les aubes de compresseur ou de turbine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Lors de la conception d'une turbomachine et de la certification de cette dernière il est nécessaire d'équiper certains éléments de la turbomachine, tels que les aubes de compresseur et de turbine, de dispositifs de contrôle de contrainte qui s'exerce sur ces éléments en fonctionnement de la turbomachine.
De tels dispositifs de contrôle, également connus, sous la dénomination de jauges de contrainte ou de déformation, sont généralement constitués d'une piste d'un matériau sensible aux contraintes, tel qu'un matériau piézorésistif, disposée à la surface de l'élément de turbomachine et isolée électriquement de cette dernière au moyen d'une couche d'un matériau isolant intermédiaire. Pour assurer la localisation de la mesure de contrainte et ainsi surveiller les contraintes s'appliquant uniquement à un emplacement bien précis de l'élément, la surface de matériau sensible est définie généralement par photolithographie.
Ainsi un procédé de fabrication d'un tel dispositif comporte les étapes suivantes : dépôt à la surface de l'élément de turbomachine d'une première couche de matériau isolant, dépôt sur la surface de la première couche d'une deuxième couche d'un matériau sensible aux contraintes, dépôt d'une couche de matériau photosensible sur la surface de la deuxième couche, photolithographie à l'aide d'un masque, ou pochoir, de manière à libérer dans la couche de matériau photosensible au moins les contours du dispositif de contrôle et à laisser protéger au niveau de l'emplacement à surveiller la surface correspondant au dispositif, gravure chimique de la partie de la deuxième couche non protégée par la couche de matériau photosensible.
Ainsi, un tel procédé de fabrication autorise la fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte permettant de surveiller les déformations de l'élément s'appliquant au niveau d'un emplacement de l'élément de turbomachine équipé. Néanmoins, ce procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle présente un certains nombres d'inconvénients. En effet, si la photolithographie est une méthode éprouvée et parfaitement contrôlée sur des supports plans, tels que les supports de circuit électronique, elle reste beaucoup plus difficile à mettre en œuvre sur des pièces courbes que peuvent être les éléments d'une turbomachine.
En effet, le positionnement du masque de lithographie sur une surface courbe, telle que celle d'une aube de turbine ou de compresseur, reste problématique et rend difficile le placement d'un dispositif de contrôle de contrainte à proximité des arrêtes d'un élément de turbomachine. Cette courbure de la surface nécessite également que le dessin du masque, ou pochoir, prenne en compte les problèmes de parallaxe pouvant exister pendant l'exposition effectuée lors de l'étape de lithographie. De plus, un tel procédé de lithographie reste peu compatible avec les tailles de dispositifs de contrôle de l'ordre du millimètre qui sont requis pour les turbomachines actuellement développées. Qui plus est, avec un tel procédé de lithographie, la deuxième couche d'un matériau sensible aux contraintes peut présenter des inhomogénéités dans son épaisseur. Il en résulte une variabilité dans les caractéristiques finales du dispositif et donc dans les mesures de contrainte effectuées avec le dispositif ainsi fabriqué.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre au moins partiellement ces inconvénients et a ainsi pour but de fournir un procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte pour un élément de turbomachine, ledit procédé de fabrication permettant la fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte permettant un bon contrôle des dimensions du dispositif en limitant les effets de parallaxe que pourrait entraîner l'utilisation d'un masque ou d'un pochoir. L'invention concerne à cet effet un procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte sur un élément de turbomachine comportant les étapes suivantes : dépôt à la surface de l'élément de turbomachine d'une première couche de matériau isolant, dépôt sur la surface de la première couche d'une deuxième couche d'un matériau sensible aux contraintes, gravure localisée de la deuxième couche par déplacement relatif d'au moins un moyen de gravure à balayage le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle de manière à former le dispositif de contrôle.
Un tel procédé permet la fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte sans avoir à nécessairement faire appel à une étape de photolithographie. De plus, même dans le cas où une étape préalable de photolithographie serait utilisée, il offre la possibilité de corriger les effets de parallaxe qui pourraient être apparus lors de l'étape préalable de photolithographie. En effet, avec un tel procédé de fabrication, il est possible de contrôler précisément le déplacement du moyen de gravure en prenant en compte la forme de l'élément de turbomachine lors de la définition du parcours évitant, ou permettant de corriger, au moins partiellement les effets de parallaxe.
De plus, lorsque la gravure du dispositif de contrôle est uniquement réalisée par l'utilisation du seul moyen de gravure à balayage, on évite totalement tous les inconvénients liés à l'utilisation d'un masque, ou d'un pochoir; lors d'une étape de photolithographie. En effet, n'étant pas limité par les éventuels problèmes de positionnement et d'alignement de masque, un tel procédé permet de positionner le dispositif n'importe où à la surface de l'élément de turbomachine. Il est ainsi envisageable avec un tel procédé de positionner le dispositif de contrôle au niveau d'une arrête de l'élément de turbomachine. De plus, la taille du dispositif est uniquement limitée par la taille du moyen de gravure à balayage, tel que par exemple le diamètre d'un faisceau laser. Il est ainsi possible de prévoir, avec un tel dispositif, un dispositif avec des dimensions latérales de l'ordre du millimètre. Pour finir, avec un tel contrôle sur le parcours du moyen de gravure à balayage, il est aisé de prendre en compte les éventuelles courbures de l'élément de turbomachine. Enfin, si l'élément mesureur en création est connecté à un moyen de contrôle, il est possible d'ajuster en temps réel la largeur des pistes par des retouches, ou l'épaisseur des pistes par ablation afin d'obtenir la caractéristique finale désirée et de gommer ainsi les inhomogénéités dans l'épaisseur de la couche de matériau sensible.
La terminologie de « gravure à balayage » est utilisée en opposition aux moyens de gravure sélective que sont les gravures chimiques ou gravure ionique réactive qui utilise une sélectivité (vitesse ou réactivité) d'un matériau gravé par rapport à celui d'un masque ou pochoir, et concerne donc tout procédé de gravure séquentiel dans lequel un moyen localisé, tel qu'un faisceau laser, est déplacé en contact avec le matériau à graver pour graver localement ledit matériau.
Le moyen de gravure à balayage est fourni par un outil de gravure à balayage, l'étape de gravure localisée de la deuxième couche consistant donc en un déplacement relatif de l'outil de gravure à balayage pour graver la deuxième couche le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle de manière à former le dispositif de contrôle.
Pendant l'étape de gravure le moyen de gravure à balayage peut être sélectionné dans le groupe comportant les faisceaux laser, les faisceaux de particules focalisées, tels que les faisceaux d'électrons ou d'ions et les têtes de gravure des systèmes de gravure micromécanique.
De tels moyens de gravure à balayage peuvent être déplacés aisément le long de la surface de l'élément de turbomachine ceci avec un bon contrôle sur leur trajectoire. On assure ainsi une bonne définition du parcours du moyen de gravure à balayage pendant la gravure et donc des dimensions du dispositif fabriqué avec un tel procédé.
Le procédé de fabrication peut comporter en outre entre l'étape de dépôt de la deuxième couche et l'étape de gravure l'étape suivante : placement du moyen de gravure à balayage sur l'élément de turbomachine sur une extrémité du parcours définissant les contours du dispositif de contrôle.
Une telle étape de placement du moyen de gravure préalable à l'étape de gravure localisée permet d'assurer un bon placement du dispositif de contrôle sur l'élément de turbomachine.
Le moyen de gravure à balayage peut présenter une configuration de déplacement dans laquelle il peut être déplacé sans graver la deuxième couche. L'étape de positionnement du moyen de gravure peut comporter les sous-étapes de: positionnement du moyen de gravure à balayage en configuration de déplacement sur une zone prédéfinie de l'élément de turbomachine, un tel positionnement servant de référentiel, utilisation du référentiel ainsi défini pour déplacer le moyen de gravure à balayage en configuration de déplacement au niveau d'une extrémité du parcours définissant les contours du dispositif de contrôle.
Un tel placement du moyen de gravure par rapport à une zone bien précise de l'élément de turbomachine permet d'obtenir un positionnement précis du dispositif vis-à-vis de cette zone bien précise. Ainsi, par exemple, cette zone peut être une arrête de l'élément de tubomachine et le placement du dispositif de contrôle peut se faire à faible distance, inférieure au millimètre, de cette même arrête.
Le moyen de gravure à balayage peut être un faisceau laser, et l'étape de positionnement du moyen de gravure à balayage peut consister à pointer la zone de l'élément de turbomachine avec le faisceau laser.
Une telle étape présente l'avantage de pouvoir être simple à mettre en oeuvre et de ne pas nécessité de dispositif complexe lorsque le laser est un laser dont la longueur d'onde est comprise dans le visible.
Le procédé peut comprendre entre l'étape de dépôt de la deuxième couche et l'étape de gravure localisée de la deuxième couche l'étape suivante : gravure de la deuxième couche de manière à former un pré-dispositif de contrôle de contrainte présentant au moins une valeur caractéristique non-nominale par rapport à une valeur prédéfinie, et lors duquel le parcours du moyen de gravure à balayage pendant l'étape de gravure localisée peut être défini à partir de la valeur caractéristique mesurée et/ou de son évolution pendant la gravure localisée pour que le dispositif de contrôle de contrainte présente une valeur caractéristique conforme à la valeur prédéfinie.
Avec un tel pré-dispositif et la caractérisation de ce dernier avant et/ou pendant l'étape de gravure localisée, il est possible de fournir un dimensionnement adapté du dispositif de contrôle fabriqué. Le dispositif étant dimensionné selon les besoins, il est possible d'utiliser un système de lecture de contrainte standardisé sans aucune adaptation, comme une résistance de couplage. Un tel système de lecture standardisé autorise, en limitant les besoins d'adaptation, une mesure de contrainte précise sans réel surcoût. L'étape de gravure de la deuxième couche de manière à former un prédispositif peut être réalisée par déplacement du moyen de gravure à balayage le long d'un parcours définissant les contours du pré-dispositif de contrôle de manière à former le pré-dispositif de contrôle.
On évite ainsi tous les inconvénients liés à la photolithographie et l'utilisation d'un masque (problème de positionnement, parallaxe, dimensionnement....). L'étape de gravure de la deuxième couche de manière à former un prédispositif peut être une étape de fabrication de type photolithographie.
Il est ainsi possible de réaliser plusieurs pré-dispositifs en une seule étape de photolithographie. L'élément de turbomachine est une aube de turbomachine telle qu'une aube de compresseur ou de turbine.
Un tel élément de turbomachine, de par la forte courbure de sa surface, bénéficie pleinement des avantages d'un procédé selon l'invention. L'invention concerne en outre une installation de fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte sur un élément de turbomachine comportant : une unité de dépôt de matériau isolant configurée pour déposer une première couche de matériau isolant à la surface de l'élément de turbomachine, une unité de dépôt de matériau sensible aux contraintes configurée pour déposer sur la surface de la première couche une deuxième couche d'un matériau sensible aux contraintes, une unité de gravure à balayage configurée pour fournir un moyen de gravure à balayage déplaçable de manière adaptée pour effectuer une gravure localisée de la deuxième couche par son déplacement le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle pour former le dispositif de contrôle.
Une telle installation permet de bénéficier des avantages du procédé selon l'invention en permettant sa mise en œuvre.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures la et lb illustrent pour la première une vue en perspective d'une aube de compresseur avant équipement par un dispositif de contrôle de contrainte selon l'invention et une vue schématique en coupe transversale selon l'axe A-A de la surface extrados de cette même aube sur laquelle l'aube sera équipée du dispositif, - les figures 2a et 2b illustrent, selon les mêmes vues que les figures la et lb, la même aube de compresseur après dépôt d'une première couche de matériau isolant pour la fabrication du dispositif de contrôle de contrainte selon l'invention, - les figures 3a et 3b illustrent, selon les mêmes vues que les figures la et lb, la même aube de compresseur après dépôt d'une deuxième couche de matériau sensible sur la première couche pour la fabrication du dispositif de contrôle de contrainte selon l'invention, - les figures 4a et 4b illustrent, selon les mêmes vues que les figures la et lb, la même aube de compresseur après l'étape de gravure localisée permettant la fabrication du dispositif de contrôle de contrainte selon l'invention, l'aube de compresseur étant ainsi équipée du dispositif de contrôle de contrainte. - La figure 5 illustre schématiquement une installation permettant la fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte selon l'invention.
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Les figures la à 4b illustrent les différentes étapes de fabrication d'un dispositif de contrôle 30 de contrainte sur la surface d'une aube 1 de compresseur turbomachine.
Un tel dispositif de contrôle 30 est constitué, comme illustré sur les figures 4a et 4b, par un serpentin 31 réalisé dans un matériau sensible aux contraintes déposé sur une couche isolante 21. Ce matériau peut être, par exemple, un matériau présentant des propriétés de piézorésistance, c'est-à-dire comportant une résistance qui dépend de contrainte et/ou la déformation qui lui sont appliquées. Le serpentin 31 est constitué d'un fil de quelques microns d'épaisseur et d'une largeur comprise entre 5 et 25 pm préférentiellement entre 8 et 12 pm.
On peut noter, selon une autre possibilité de l'invention, que ce matériau peut être un matériau présentant une autre caractéristique que la résistance variant avec la contrainte et/ou la déformation qui lui sont appliquées, telle que des propriétés de piézoélectricité.
Dans le cas où ce sont des propriétés de piézorésistance qui sont recherchées, le matériau du serpentin 31 peut être notamment sélectionné dans le groupe comportant les alliages de nickel-chrome, nickel-cuivre et platine-tungstène.
La première couche 21 de matériau isolant électriquement est classiquement de l'alumine AI2O3. Il peut également être prévu une sous-couche d'accroche, non illustrée, telle qu'une couche d'un alliage du type MCrAlY (avec M sélectionné parmi le cobalt, le fer et le nickel). La première couche fait interface entre le serpentin 31 et la surface 10 de l'aube 1 de manière à permettre d'isoler électriquement le serpentin 31 de la surface 10 de l'aube 1.
Le dispositif de contrôle 30 peut également comporter des couches isolantes supplémentaires et non illustrées, telles que des couches d'alumine AI2O3, ceci afin d'ancrer la position du serpentin 31 sur la surface 10 de l'aube 1 et de passiver la surface du serpentin 31.
Un tel dispositif de contrôle de contrainte équipe l'aube 1 en un emplacement de cette dernière dont il est nécessaire de surveiller les déformations, tel que par exemple au niveau de la tête d'aube 1 ou à proximité d'une arrête de l'aube 1.
Le procédé de fabrication selon l'invention d'un tel dispositif peut être mis en oeuvre sur une aube 1 telle qu'illustrée sur les figures la et lb. Un tel procédé de fabrication comprend les étapes suivantes de : dépôt à la surface 10 de l'aube 1 de turbomachine d'une première couche 21 de matériau isolant, tel qu'illustré sur les figures 2a et 2b, dépôt sur la surface de la première couche 21 d'une deuxième couche 22 d'un matériau sensible aux contraintes, tel qu'illustré sur les figures 3a et 3b, gravure localisée de la deuxième couche 22 par déplacement d'un faisceau laser le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle 30 de manière à former le dispositif de contrôle 30, tel qu'illustré sur les figures 4a et 4b,
Les étapes de dépôt de la première et de la deuxième couche 21, 22 peuvent être effectuées de manière similaire à celles misent en œuvre dans le procédé décrit dans le document FR296842 Al. Les dépôts de ces première et deuxième couches 21, 22 sont réalisés sur tout ou partie de la surface de l'aube 1, la partie de surface de l'aube 1 comprenant l'emplacement de l'aube 1 à surveiller. Dans l'exemple illustré sur les figures 2a et 3a, la première et la deuxième couche sont déposées uniquement sur la tête d'aube.
Pendant l'étape de gravure localisée, un faisceau laser est utilisé pour vaporiser les parties de la deuxième couche 22 correspondant aux contours du dispositif de contrôle à fabriquer. Pour cela le faisceau laser présente une puissance suffisante pour fournir une telle vaporisation et est déplacé le long du parcours correspondant aux contours du dispositif de contrôle avec une vitesse adaptée pour que la deuxième couche 22 soit totalement gravée, la première couche pouvant rester peu affectée. Bien entendu, dans le cas où le faisceau laser est temporellement discontinu, le déplacement du laser peut avoir lieu entre chaque impulsion du faisceau laser.
Ainsi dans une application usuelle de l'invention, le laser peut être un laser de microgravure tel que l'un de ceux vendu par Oxford laser Ltd® sous les références « ALPHA sériés » et « A sériés ». De tels lasers sont des lasers de gravure par impulsion, qui sont donc temporellement discontinus, du type laser pompé à diodes. La longueur d'onde d'un tel laser est typiquement choisie dans le groupe comprenant 355 nm, 532 nm et 1064 nm. Les impulsions d'un tel laser sont comprises entre 10 et 100 ns.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seuls lasers commercialisés par Oxford laser Ltd® et peut être mis en œuvre avec un autre laser du type laser de microgravure.
Lors de cette étape de gravure localisée, le faisceau laser forme un moyen de gravure à balayage.
Afin d'assurer un positionnement précis du dispositif de contrôle 30 sur l'aube, il est prévu avant l'étape de gravure en tant que telle une étape de placement du faisceau laser sur l'aube 1 sur une extrémité du parcours définissant les contours du dispositif de contrôle 30.
Pour une telle étape, le faisceau laser présente une configuration, dite de déplacement, dans laquelle l'intensité du faisceau laser est inférieure au seuil de vaporisation du matériau de la deuxième couche 22 et une configuration de gravure dans laquelle l'intensité du faisceau laser est supérieure à ce même seuil.
Une telle étape de placement comporte les sous-étapes suivantes : positionnement du faisceau laser en configuration de déplacement sur une zone prédéfinie de l'aube, telle que le sommet de la tête d'aube, un tel positionnement servant de référentiel, utilisation du référentiel ainsi défini pour déplacer le faisceau laser en configuration de déplacement au niveau d'une extrémité du parcours définissant les contours du dispositif de contrôle 30.
Ce positionnement du faisceau laser sur une zone prédéfinie de l'aube peut être simplement réalisé en pointant la zone de l'aube avec le faisceau laser.
Un tel procédé peut être mis en œuvre au moyen d'une installation 100 spécifiquement adaptée telle que schématisée sur la figure 5. Une telle installation 100 comporte : une unité de dépôt de matériau isolant 110 configurée pour déposer une première couche 21 de matériau isolant à la surface 10 de l'aube 1 de turbomachine, une unité de dépôt de matériau sensible aux contraintes 120 configurée pour déposer sur la surface de la première couche 21 une deuxième couche 22 d'un matériau sensible aux contraintes, une unité de gravure à balayage 130 configurée pour fournir le faisceau laser déplaçable de manière adaptée pour effectuer une gravure localisée de la deuxième couche par son déplacement le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle pour former le dispositif de contrôle
Selon une possibilité de l'invention, l'unité de dépôt de matériau isolant 110 et l'unité de dépôt de matériau sensible aux contraintes 120 peuvent être toutes deux fournies au moyen d'un seul et unique appareillage apte à permettre le dépôt de plusieurs type de matériau dont au moins un matériau isolant et un matériau sensible aux contraintes. L'unité de gravure à balayage est donc une source laser déplaçable et présentant une intensité du faisceau modulable de manière à fournir un faisceau laser pouvant présenter dans une configuration de gravure avec une intensité de faisceau suffisante pour vaporiser le matériau de la deuxième couche 22 et une configuration de déplacement dans laquelle l'intensité du faisceau est inférieure au seuil de gravure.
Selon une variante de l'invention, l'étape de gravure localisée peut être réalisée afin de fabriquer un dispositif de contrôle de contrainte présentant une valeur caractéristique conforme à la valeur prédéfinie. Dans le cas où le matériau sensible aux contraintes présente des propriétés de piézorésistance, la caractéristique peut être la valeur de résistance, au repos, du dispositif de contrôle 30.
Selon cette variante, il est prévu préalablement à l'étape de gravure localisée une étape de gravure de la deuxième couche de manière à former un prédispositif de contrôle de contrainte présentant au moins une valeur caractéristique non-nominale, telle que sa résistance, par rapport à une valeur prédéfinie.
Ainsi, si l'on prend l'exemple de la résistance et d'un matériau piézorésistant, lors de cette étape de gravure pour former un pré-dispositif, le prédispositif formé peut présenter la même forme que celui du dispositif de contrôle à former en présentant, néanmoins, une largeur de serpentin 31 plus importante. De cette manière le pré-dispositif présente une valeur de résistance inférieure à la valeur de résistance nominale prédéfinie.
Selon cette variante et ce même exemple, pendant l'étape de gravure localisée, le parcours est défini soit sur la base d'une caractérisation en continu de la résistance du pré-dispositif, c'est-à-dire que l'étape de gravure localisée est défini à partir de l'évolution de cette caractéristique pendant la gravure localisée, soit sur la base d'une estimation de parcours faite à partir de la résistance du pré-dispositif caractérisée avant l'étape de gravure.
Cette définition du parcours est accomplie pour fournir un amincissement contrôlé du serpentin 31 du pré-dispositif, de manière à fournir un dispositif de contrôle présentant la valeur de résistance nominale prédéfinie. Une telle étape de gravure localisée permet ainsi la fabrication d'un dispositif de contrôle présentant une caractéristique parfaitement définie et ne présentant pas la variabilité observée dans les dispositifs de contrôle de l'art antérieur.
Dans le cadre de cette variante, l'étape de gravure préalable de la deuxième couche 22 pour former un pré-dispositif de contrôle peut être aussi bien une gravure localisée selon l'invention lors de laquelle le parcours est adapté pour fournir un dispositif présentant une valeur caractéristique non-nominale, qu'une étape de photolithographie selon l'art antérieur. Selon cette dernière possibilité, l'étape de gravure peut permettre en outre de corriger les effets de parallaxe qui peuvent être apparus pendant l'étape de gravure selon l'art antérieur.
Une installation selon cette variante de l'invention se différencie de l'installation préalablement décrite en ce qu'elle comprend en outre un système de caractérisation, tel qu'un ohmmètre, permettant de mesurer une caractéristique du pré-dispositif de contrainte et en ce qu'il peut être prévu, en fonction du type de l'étape de gravure du pré-dispositif retenu, une unité de gravure de l'art antérieur pour graver le pré-dispositif.
Si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, c'est un faisceau laser qui forme le moyen de gravure à balayage, l'invention ne se limite pas à ce seul moyen de gravure à balayage mais englobe tout type de moyen de gravure à balayage apte à permettre une gravure du matériau de la deuxième couche. Ainsi le moyen de gravure à balayage peut être l'un quelconque des moyens sélectionnés dans le groupe comportant les faisceaux de particules focalisées, tels que les faisceaux d'électrons ou d'ions et les têtes de gravure des systèmes de gravure micromécanique sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Bien entendu, l'étape de placement du moyen de gravure est à adapter en fonction des contraintes spécifiques du moyen sélectionné.
Dans la variante du mode de réalisation décrit ci-dessus, le matériau sensible aux contraintes est un matériau piezorésistant et la valeur caractéristique prédéfinie est une valeur de résistance. Bien entendu, le matériau de la deuxième couche du dispositif peut être d'un autre type sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Selon cette possibilité la valeur caractéristique prédéfinie est adaptée au type du matériau sensible aux contraintes. Ainsi, dans le cas où le matériau sensible aux contraintes serait un matériau piézoélectrique, la valeur caractéristique peut également être une résistance, une tension mesurée pour une contrainte prédéfinie ou encore une valeur de capacité entre l'élément de turbomachine et le dispositif de contrôle de la containte.
Pour finir, le procédé de fabrication, s'il est particulièrement adapté pour la fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte sur une aube de compresseur ou de turbine d'une turbomachine, il peut également être mis en œuvre sur un autre élément de turbomachine, tel qu'une partie de carter, ou de l'un des rotors de la turbomachine.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle (30) de contrainte sur un élément de turbomachine caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - . dépôt à la surface (10) de l'élément de turbomachine d'une première couche (21) de matériau isolant, dépôt sur la surface de la première couche (21) d'une deuxième couche (22) d'un matériau sensible aux contraintes, gravure localisée de la deuxième couche (22) par déplacement relatif d'au moins un moyen de gravure à balayage le long d'un parcours correspondant aux contours du dispositif de contrôle (30) de manière à former le dispositif de contrôle (30).
- 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel pendant l'étape de gravure le moyen de gravure à balayage est sélectionné dans le groupe comportant les faisceaux laser, les faisceaux de particules focalisées, tels que les faisceaux d'électrons ou d'ions, et les têtes de gravure des systèmes de gravure micromécanique.
- 3. Procédé de fabrication selon îa revendication 1 ou 2, comportant en outre, entre l'étape de dépôt de la deuxième couche (22) et l'étape de gravure, l'étape suivante : placement du moyen de gravure à balayage sur l'élément de turbomachine sur une extrémité du parcours définissant les contours du dispositif de contrôle.
- 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, dans lequel le moyen de gravure à balayage peut présenter une configuration de déplacement dans laquelle il peut être déplacé sans graver la deuxième couche (22), et dans lequel l'étape de positionnement du moyen de gravure comporte les sous-étapes de: positionnement du moyen de gravure à balayage en configuration de déplacement sur une zone prédéfinie de l'élément de turbomachine, un tel positionnement servant de référentiel, utilisation du référentiel ainsi défini pour déplacer ie moyen de gravure à balayage en configuration de déplacement au niveau d'une extrémité du parcours définissant les contours du dispositif de contrôle (30).
- 5. Procédé de fabrication selon la revendication 4, dans lequel le moyen de gravure à balayage est un faisceau laser, et dans lequel l’étape de positionnement du moyen de gravure à balayage consiste à pointer la zone de l'élément de turbomachine avec ie faisceau laser.
- 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant entre l'étape de dépôt de la deuxième couche (22) et l'étape de gravure localisée de la deuxième couche (22) l'étape suivante : gravure de ia deuxième couche (22) de manière à former un pré-dispositif de contrôle de contrainte présentant au moins une valeur caractéristique mesurée non-nominale par rapport à une valeur prédéfinie, et lors duquel ie parcours du moyen de gravure à balayage pendant l'étape de gravure localisée est défini à partir de la valeur caractéristique mesurée, et/ou de son évolution pendant la gravure localisée, pour que le dispositif de contrôle (30) de contrainte présente une valeur caractéristique conforme à la valeur prédéfinie.
- 7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel l'étape de gravure de la deuxième couche (30) de manière à former un pré-dispositif est réalisée par déplacement du moyen de gravure à balayage le long d'un parcours définissant les contours du pré-dispositif de contrôle de manière à former le pré-dispositif de contrôle (30).
- 8. Procédé de fabrication seion ia revendication 6, dans lequel l'étape de gravure de ia deuxième couche (22) de manière à former un pré-dispositif est une étape de fabrication de type photolithographie.
- 9. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'élément de turbomachine est une aube (1) de turbomachine telle qu'une aube de compresseur ou de turbine.
- 10. Installation de fabrication d'un dispositif de contrôle de contrainte sur un élément de turbomachine comportant : une unité de dépôt de matériau isolant (110) configurée pour déposer une première couche (21) de matériau isolant à la surface (10) de l'élément (1) de turbomachine, - une unité de dépôt de matériau sensible aux contraintes (120) configurée pour déposer sur la surface de ia première couche (21) une deuxième couche (22) d'un matériau sensible aux contraintes, - une unité de gravure à balayage configurée pour fournir un moyen de gravure à balayage déplaçable de manière adaptée pour effectuer une gravure localisée de la deuxième couche (22) par son déplacement le long d'un parcours définissant les contours du dispositif de contrôle (30) pour former ie dispositif de contrôle (30).
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