FR3061050A1

FR3061050A1 - Moule carapace pour un secteur de roue aubagee

Info

Publication number: FR3061050A1
Application number: FR1663383A
Authority: FR
Inventors: Eric Cogneras Thierry; Romain Benjamin Leriche Nicolas; Dominique Desire Scattolini Anthony; Toussaint Tami Lizuzu Joseph
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: US20180178274A1; US10449601B2; FR3061050B1

Abstract

Moule carapace (100) pour un secteur de roue aubagée comprenant une première plateforme et une deuxième plateforme coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale, le moule carapace comprenant une partie de moulage de première plateforme (112) apte à former la première plateforme, une partie de moulage de deuxième plateforme (114) apte à former la deuxième plateforme, une partie de moulage de pale (116) apte à former la pale, une partie de moulage de partie de fixation (118) apte à former une partie de fixation faisant saillie de la première plateforme en direction d'un premier bord de la première plateforme, une conduite de coulée principale (120), une conduite de distribution (122) reliant la conduite de coulée principale (120) à la partie de moulage de partie de fixation (118), et une conduite auxiliaire (124) reliant la conduite de coulée principale (120) à la partie de moulage de première plateforme (112) du côté dudit bord.

Description

@ Titulaire(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES.

O Demande(s) d’extension :

® Mandataire(s) : CABINET BEAU DE LOMENIE.

FR 3 061 050 - A1 ® MOULE CARAPACE POUR UN SECTEUR DE ROUE AUBAGEE. (© Moule carapace (100) pour un secteur de roue auba-gee comprenant une première plateforme et une deuxième plateforme coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale, le moule carapace comprenant une partie de moulage de première plateforme (112) apte à former la première plateforme, une partie de moulage de deuxième plateforme (114) apte à former la deuxième plateforme, une partie de moulage de pale (116) apte à former la pale, une partie de moulage de partie de fixation (118) apte à former une partie de fixation faisant saillie de la première plateforme en direction d'un premier bord de la première plateforme, une conduite de coulée principale (120), une conduite de distribution (122) reliant la conduite de coulée principale (120) à la partie de moulage de partie de fixation (118), et une conduite auxiliaire (124) reliant la conduite de coulée principale (120) à la partie de moulage de première plateforme (112) du côté dudit bord.

DOMAINE DE L'INVENTION [0001] Le présent exposé concerne la fabrication de roues aubagées, et plus particulièrement un moule carapace pour un secteur de roue aubagée. Un tel moule peut être utilisé dans le cadre d'un procédé de fonderie de type à modèle perdu.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE [0002] De façon connue en soi, une turbomachine comporte une chambre de combustion dans laquelle de l'air et du carburant sont mélangés avant d'y être brûlés. Les gaz issus de cette combustion 10 s'écoulent vers l'aval de la chambre de combustion et alimentent ensuite une turbine haute pression et une turbine basse pression. Chaque turbine comporte une ou plusieurs rangées d'aubes fixes, appelées distributeurs, alternant avec une ou plusieurs rangées d'aubes mobiles, appelées roues mobiles, espacées de façon circonférentielle tout autour du rotor de la 15 turbine.

[0003] Compte tenu des contraintes, notamment thermiques, auxquelles ils doivent résister, les distributeurs sont généralement réalisés par fonderie. Pour faciliter sa fabrication, une roue aubagée telle qu'un distributeur est divisée en plusieurs secteurs angulaires, chacun étant 20 fondu séparément dans un moule carapace.

[0004] Classiquement, un secteur de roue aubagée, plus simplement appelé « secteur » par la suite, comprend une première plateforme et une deuxième plateforme coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale, ainsi qu'une partie de fixation faisant 25 saillie de la première plateforme en direction d'un premier bord de la première plateforme.

[0005] Il a cependant été observé qu'après la coulée du métal dans un moule carapace usuellement utilisé pour ce type de secteurs, il se crée dans le secteur des défauts métallurgiques tels que des retassures, c'est-30 à-dire des retraits de matière dus au refroidissement tardif de poches de métal liquide. Il existe donc un besoin pour un nouveau type de moule carapace permettant de limiter, voire d'éviter l'apparition de défauts métallurgiques dans le secteur de roue aubagée.

PRÉSENTATION DE L'INVENTION [0006] A cet effet, le présent exposé concerne un moule carapace pour un secteur de roue aubagée comprenant une première plateforme et une deuxième plateforme coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale, une partie de fixation faisant saillie de la première plateforme en direction d'un premier bord de la première plateforme, le moule carapace comprenant une partie de moulage de première plateforme apte à former la première plateforme, une partie de moulage de deuxième plateforme apte à former la deuxième plateforme, une partie de moulage de pale apte à former la pale, une partie de moulage de partie de fixation apte à former la partie de fixation, une conduite de coulée principale, une conduite de distribution reliant la conduite de coulée principale à la partie de moulage de partie de fixation, et une conduite auxiliaire reliant la conduite de coulée principale à la partie de moulage de première plateforme du côté dudit bord.

[0007] Un moule carapace est un moule destiné à être détruit après la coulée de la pièce, ici du secteur. Ce type de moule est fréquemment utilisé dans les procédés de fonderie de type à modèle perdu, plus connus sous le nom simplifié de fonderie à cire perdue.

[0008] On comprend que les première et deuxième plateformes sont coaxiales entre elles par rapport à l'axe de la roue aubagée dans son ensemble.

[0009] Les parties de moulage précitées définissent en négatif les différentes parties du secteur de roue aubagée, de façon que lesdites parties de secteur puissent être obtenues après coulée d'un matériau dans les parties de moulage correspondantes. Ainsi, hormis les conduites de coulée nécessaires pour l'apport du matériau, la forme intérieure des parties de moulage correspond à la forme extérieure souhaitée pour les parties du secteur.

[0010] Dans la suite, par souci de simplification et sans perte de généralité, on parlera de coulée de métal ; cependant, le matériau coulé peut être tout autre type de matériau compatible. En outre, le terme de métal est ici employé dans un sens générique qui inclut les alliages métalliques.

[0011] La conduite de coulée principale est une conduite dans laquelle le métal en fusion peut être coulé. Le métal en fusion peut parvenir à la conduite de coulée principale par d'autres conduites de coulée, par un godet ou autre.

[0012] La conduite de distribution relie la conduite de coulée principale à la partie de moulage de partie de fixation sans passer par la première plateforme. De même, la conduite auxiliaire relie la conduite de coulée principale à la partie de moulage de première plateforme sans passer par la partie de fixation. La conduite de distribution et la conduite auxiliaire sont distinctes.

[0013] La conduite de distribution et la conduite auxiliaire forment ainsi deux attaques de coulée du côté dudit bord de la première plateforme, ce par quoi l'écoulement de métal est mieux maîtrisé et aucun défaut métallurgique ne se forme plus dans la première plateforme. En particulier, la conduite auxiliaire permet un apport de pression métallostatique qui assure le bon remplissage de la première plateforme, y compris dans les éventuelles parties affinées de la première plateforme. Ainsi, les retassures observées avec les moules carapaces de l'état de la technique peuvent être supprimées, grâce à la régularité du remplissage du moule permise par la présence de la conduite de distribution et la conduite auxiliaire, ou déplacées dans le matériau qui sera solidifié dans l'une de ces conduites et éliminé lors de la finition du secteur.

[0014] Dans certains modes de réalisation, la partie de fixation fait saillie d'un côté opposé à la pale par rapport à la première plateforme. Dans ces modes de réalisation, les premières et deuxièmes plateformes définissent une veine aérodynamique destinée à guider un écoulement d'air ou équivalent. Le fait que la partie de fixation fasse saillie du côté opposé à la pale par rapport à la première plateforme assure que la partie de fixation ne vienne pas perturber l'écoulement d'air.

[0015] Dans certains modes de réalisation, la partie de fixation est plus épaisse que la première plateforme, au moins du côté du premier bord. Comme indiqué précédemment, la première plateforme a un rôle essentiellement aérodynamique en ce qu'elle contribue à délimiter une veine d'écoulement, tandis que la partie de fixation a un rôle essentiellement mécanique en permettant l'assemblage rigide du secteur avec un autre composant, tel qu'un autre étage d'aubes. Ainsi, prévoir que la partie de fixation est plus épaisse que la première plateforme, au moins localement, permet d'optimiser la masse du secteur.

[0016] Dans certains modes de réalisation, la conduite auxiliaire est, au moins en majorité, séparée de la conduite de distribution par une distance au moins deux fois supérieure, de préférence au moins trois fois supérieure, à l'épaisseur d'une paroi de la conduite auxiliaire. Cette distance minimale garantit d'une part un séchage uniforme du moule carapace lors de sa fabrication qui sera détaillée par la suite, d'autre part l'absence de point chaud sur le moule carapace, qui serait dû à une évacuation insuffisante de la chaleur du métal. Par « au moins en majorité », on comprend que la conduite auxiliaire est, de préférence, séparée autant que possible de la conduite de distribution par ladite distance ; cependant, cette distance minimale entre la conduite de distribution et la conduite auxiliaire peut ne pas être réalisée en certains points, par exemple lorsque la conduite auxiliaire et la conduite de distribution sont connectées l'une à l'autre ou sont connectées à des points proches d'une même autre conduite.

[0017] Dans certains modes de réalisation, la conduite auxiliaire comprend un coude de raccordement pour sa connexion à la conduite de coulée principale, le coude de raccordement faisant saillie de la conduite de coulée principale dans un sens sensiblement opposé au sens de coulée. Le sens de coulée est défini intrinsèquement par le moule carapace en fonction de la géométrie dudit moule carapace. Le sens de coulée considéré est, de préférence, le sens de coulée, vers l'aval, au point de raccord du coude de raccordement.

[0018] Grâce au fait que le coude de raccordement fait saillie de la conduite de coulée principale dans un sens sensiblement opposé au sens de coulée, le métal ne s'engouffre dans la conduite auxiliaire que lorsque les parties situées dans le sens de coulée, par rapport audit coude, sont remplies de métal. Le coude de raccordement ainsi configuré permet de séquencer la coulée dans les différentes conduites, par exemple de remplir la conduite de distribution avant la conduite auxiliaire. Par suite, l'écoulement de métal formant la première plateforme est encore davantage maîtrisé, ce qui améliore l'intégrité structurelle de la première plateforme et, plus généralement, du secteur.

[0019] Dans certains modes de réalisation, la conduite auxiliaire comprend au moins une ondulation. Une ondulation peut aussi désigner une inflexion de la conduite auxiliaire. Une telle ondulation permet d'éviter que le métal ne prenne trop de vitesse lors de la coulée. L'écoulement est ainsi maintenu laminaire, ce qui favorise une coulée régulière dans la première plateforme. En outre, en limitant sa vitesse, on évite également que le métal n'arrache des particules au moule carapace, ce qui affecterait la pureté du métal et la tenue du secteur.

[0020] Dans certains modes de réalisation, la conduite auxiliaire est en forme générale de point d'interrogation. Un point d'interrogation, représenté par le signe « ? », comprend en particulier un coude supérieur, pouvant faire office de coude de raccordement tel que précédemment défini, et une ondulation centrale. Alternativement, la conduite auxiliaire peut être en forme générale de la lettre S ou du chiffre 2.

[0021] Dans certains modes de réalisation, les parties de la conduite auxiliaire s'étendant dans des directions différentes sont raccordées entre elles par une portion courbe. Ainsi, les angles vifs sont évités, ce qui garantit la régularité et évite les turbulences au sein de l'écoulement de métal. En outre, cela évite les chocs de fluide et l'arrachement de particules au moule carapace.

[0022] Dans certains modes de réalisation, le moule carapace comprend une chambre de coulée à l'intersection de la conduite de coulée principale, de la conduite de distribution et de la conduite auxiliaire, la chambre de coulée étant plus large que la conduite de coulée principale. La chambre de coulée définit un volume qui sera rempli par une masselotte, c'est-à-dire une masse de métal excédentaire prévue en dehors du secteur et visant à exercer une pression sur le métal situé dans le secteur, de façon à assurer un remplissage complet du moule carapace. Alternativement, la chambre de coulée pourrait être prévue à l'intersection de la conduite de coulée principale et de la conduite auxiliaire, à l'intersection de la conduite de coulée principale et de la conduite de distribution, ou encore à l'intersection de la conduite de distribution et de la conduite auxiliaire.

[0023] Dans certains modes de réalisation, la conduite auxiliaire comprend, à sa jonction avec la partie de moule de première plateforme, une portion élargie. Cette portion élargie maintient le caractère laminaire de l'écoulement et permet une meilleure répartition de l'écoulement dans la partie de moulage de première plateforme.

[0024] Alternativement ou en complément, la conduite auxiliaire comprend, à sa jonction avec la partie de moule de première plateforme, une portion située dans l'alignement de la partie de moule de première plateforme. Ainsi, l'écoulement de métal est également mieux maîtrisé. [0025] Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication d'un moule carapace, le procédé comprenant la fourniture d'un modèle de secteur de roue aubagée comprenant une première plateforme et une deuxième plateforme coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale, une partie de fixation faisant saillie de la première plateforme en direction d'un premier bord de la première plateforme, le modèle comprenant un modèle de conduite de coulée principale, un modèle de conduite de distribution reliant le modèle de conduite de coulée principale à la partie de fixation, et un modèle de conduite auxiliaire reliant le modèle de conduite de coulée principale à la première plateforme du côté dudit bord, le procédé comprenant en outre la réalisation d'une carapace autour dudit modèle et éventuellement la destruction du modèle.

[0026] Le modèle est un modèle temporaire, destiné à être détruit. Il peut s'agir par exemple d'un modèle en cire ou équivalent. On comprend que le modèle, aussi appelé modèle global, comporte d'une part un modèle de pièce, destiné à former les plateformes, la pale et la partie de fixation, d'autre part les modèles de conduite. Les modèles des conduites, également en cire ou équivalent, ménagent des espaces autour desquels les conduites sont formées. Les modèles des conduites sont ensuite détruits avec le modèle de pièce après réalisation de la carapace, laissant à leur emplacement des conduites creuses.

[0027] Le modèle de pièce lui-même être réalisé autour de noyaux en matériau réfractaire, par exemple de façon à ménager des canaux de refroidissement à l'intérieur de la pale. Les noyaux en matériau réfractaire résistent à la destruction du modèle et forment ainsi des inserts dans le moule carapace ainsi fabriqué.

[0028] Le présent exposé vise également un procédé de fabrication d'un secteur de roue aubagée, comprenant la fourniture d'un moule carapace tel que précédemment décrit et la coulée de métal dans le moule carapace. Le procédé peut comprendre d'autres étapes telles que le refroidissement, dirigé ou non, du métal coulé, la destruction du moule carapace et des éventuels noyaux réfractaires, etc.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0029] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique de côté, en coupe, d'un modèle de secteur de roue aubagée selon un mode de réalisation ;

- la figure 2 est une vue schématique de face, dans la direction II de la figure 1, du modèle de secteur de roue aubagée selon ce mode de réalisation ;

- la figure 3 est une vue en perspective d'un modèle de conduite auxiliaire ;

- la figure 4 est une vue en perspective, selon un autre angle, du modèle de conduite auxiliaire de la figure 3 ;

- la figure 5 représente schématiquement, en coupe, un moule carapace pour le secteur de roue aubagée de la figure 1 ;

- la figure 6 une vue schématique de côté, en coupe, d'un secteur de roue aubagée réalisé avec le moule carapace de la figure 5.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION [0030] Des procédés de fonderie dits à cire perdue ou à modèle perdu sont connus, en eux-mêmes, depuis l’antiquité. Ils sont particulièrement adaptés pour la production de pièces métalliques avec des formes complexes. Ainsi, la fonderie à modèle perdu est notamment utilisée pour la production de pales de turbomachines ou de secteurs de roue aubagée. Dans la fonderie à modèle perdu, la première étape est normalement la fabrication d'un moule carapace, qui comprend généralement la réalisation d'un modèle en matériau à température de fusion comparativement peu élevée, comme par exemple une cire ou résine, autour duquel est ensuite réalisée une carapace en matériau réfractaire. Après destruction du modèle, le plus souvent par évacuation du matériau du modèle de l'intérieur du moule carapace, ce qui donne son nom à ces procédés, un métal en fusion est coulé dans ce moule, afin de remplir la cavité formée par le modèle dans le moule après son évacuation. Une fois que le métal se refroidit et solidifie, le moule peut être ouvert ou détruit afin de récupérer une pièce métallique conforme à la forme du modèle.

[0031] Les figures 1 à 6 représentent la mise en œuvre d'un procédé de ce type dans le cadre du présent exposé. Plus particulièrement, les figures 1 et 2 représentent un modèle 10 de secteur de roue aubagée selon un mode de réalisation, qu'on appellera simplement « modèle 10 » ou « modèle global 10 » par la suite pour des raisons de simplification. Le modèle 10 vise à reproduire la forme d'un secteur de roue aubagée, en l'occurrence un secteur de distributeur de turbine basse pression. Par souci de concision, on identifiera par la suite les parties du modèle 10 aux parties du secteur de roue aubagé correspondant, bien que ces éléments soient en pratique différents.

[0032] Le modèle 10 comprend une première plateforme 12 et une deuxième plateforme 14. Les première et deuxième plateformes sont sensiblement en forme de secteur d'anneau et coaxiales entre elles. On appelle axe du modèle l'axe X autour duquel les plateformes 12, 14 sont coaxiales. La direction axiale correspond à la direction de l'axe X et une direction radiale est une direction perpendiculaire à cet axe X et coupant cet axe X. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe X et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe X. Une circonférence s'entend comme un cercle appartenant à un plan radial et dont le centre appartient à l'axe X. Une direction tangentielle ou circonférentielle est une direction tangente à une circonférence ; elle est perpendiculaire à l'axe X mais ne passe pas par l'axe X. Sauf précision contraire, les adjectifs intérieur et extérieur sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de Taxe du diffuseur que la partie extérieure du même élément.

[0033] Au moins une pale 16 s'étend entre les première et deuxième plateformes 12, 14. La pale 16 s'étend selon une direction radiale. Dans le présent mode de réalisation, comme on peut le voir sur la figure 2, trois pales 16 s'étendent entre les première et deuxième plateformes. Toutefois, le modèle 10 pourrait comprendre un nombre quelconque de pales 16, y compris une seule pale 16. On appelle parfois aube l'ensemble formé par la pale 16 et les parties des première et deuxième plateformes 12, 14, attenantes à la pale 16. L'assemblage côte à côte de plusieurs secteurs de roue aubagée, dans une direction circonférentielle, forme une roue aubagée.

[0034] Le modèle 10 comprend également une partie de fixation 18 faisant saillie de la première plateforme 12 en direction d'un premier bord 12a de la première plateforme 12. La partie de fixation 18 fait saillie axialement. En l'occurrence, le premier bord 12a est du côté du bord d'attaque de la pale 16. La partie de fixation peut faire saillie depuis une portion intermédiaire de la première plateforme 12. La partie de fixation 18 peut servir à la fixation d'un autre étage d'aubes. Pour des raisons mécaniques, la partie de fixation 18 peut être plus épaisse, en section radiale, que la première plateforme 12 du côté du premier bord 12a.

[0035] Comme il ressort de la figure 1, dans ce mode de réalisation, la partie de fixation 18 fait saillie d'un côté opposé à la pale 16 par rapport à la première plateforme 12. La partie de fixation 18 fait saillie radialement vers l'extérieur. La partie de fixation 18 peut être en forme de secteur d'anneau (voir figure 2). La partie de fixation 18 forme avec la première plateforme 12, du côté du bord 12a, un rail annulaire, ici de section sensiblement en forme de V.

[0036] Par ailleurs, le modèle global 10 comprend au moins un modèle de conduite pour former, lors de la réalisation du moule carapace autour du modèle global 10, autant de conduites de coulée pour le métal. En l'espèce, comme représenté en figure 1, le modèle global 10 comprend un modèle de conduite de coulée principale 20, un modèle de conduite de distribution 22 reliant le modèle de conduite de coulée principale 20 à la partie de fixation 18, et un modèle de conduite auxiliaire 24 reliant le modèle de conduite de coulée principale 20 à la première plateforme 12 du côté du bord 12a. De plus, le modèle 10 comprend un modèle de conduite d'évacuation 26.

[0037] En outre, un modèle de chambre de coulée 28 est prévu à l'intersection du modèle de conduite de coulée principale 20, du modèle de conduite de distribution 22 et du modèle de conduite auxiliaire 24. Le modèle de chambre de coulée 28 est plus large que le modèle de conduite de coulée principale 20, notamment dans une direction axiale et/ou dans une direction circonférentielle. Les rôles des différentes conduites et de la chambre de coulée seront détaillés par la suite.

[0038] La géométrie du modèle de conduite auxiliaire 24 va être décrite en référence aux figures 1 à 4. Dans le présent mode de réalisation, le modèle de conduite auxiliaire 24 est en forme générale de point d'interrogation, notamment en projection sur un plan radial, comme on peut le voir en particulier sur les figures 2 et 3. Plus précisément, le modèle de conduite auxiliaire 24 comprend un coude de raccordement 30 pour sa connexion au modèle de conduite de coulée principale 20. Le coude de raccordement 30 fait saillie du modèle de conduite de coulée principale 20 dans un sens sensiblement opposé au sens de coulée. En l'espèce, le coude de raccordement 30 fait saillie du modèle de conduite de coulée principale 20 dans un sens opposé au modèle de conduite de distribution 22. Plus particulièrement encore, le coude de raccordement 30 fait saillie radialement vers l'extérieur. Une telle direction est opposée au sens de coulée qui se fait principalement avec une composante radialement vers l'intérieur, éventuellement axialement par endroits. Ici, le coude de raccordement 30 fait saillie du modèle de chambre de coulée 28. [0039] Dans le présent mode de réalisation, le modèle de conduite auxiliaire 24 comprend une partie de circulation 32 visant à éloigner le modèle de conduite auxiliaire 24 du modèle de chambre de coulée 28 et du modèle de conduite de distribution 22 selon au moins une première direction (voir figure 2), en l'occurrence une direction circonférentielle. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la partie de circulation 32 s'étend sensiblement selon une direction circonférentielle. Le modèle de conduite auxiliaire comprend une portion coudée 34 visant à éloigner le modèle de conduite auxiliaire 24 du modèle de chambre de coulée 28 et du modèle de conduite de distribution 22 selon au moins une deuxième direction (voir figure 1), en l'occurrence la direction axiale X. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la portion coudée 34 s'étend sensiblement selon la direction axiale X.

[0040] Le modèle de conduite auxiliaire 24 comprend une première partie courbe 36 et une deuxième partie courbe 38. Chacune desdites parties courbes 36, 38 est une partie du modèle de conduite auxiliaire 24 caractérisée par une convexité constante. Les première et deuxième parties courbes 36, 38 sont de convexité opposée et séparées par un point d'inflexion 37. Ainsi, les première et deuxième parties courbes forment une ondulation du modèle de conduite auxiliaire 24. Dans le présent mode de réalisation, les première et deuxième parties courbes 36, 38 sont situées sensiblement dans un même plan, en l'occurrence un plan radial (voir figure 1).

[0041] De plus, le modèle de conduite auxiliaire 24 comprend, à sa jonction avec la première plateforme 12, une portion élargie 40 et une partie de jonction 42. La portion élargie 40 est élargie, par rapport à la deuxième partie courbe 38, selon une direction circonférentielle. La partie de jonction 42 est dans le prolongement axial et/ou circonférentiel de la portion élargie 40. Comme illustré sur la figure 3, la partie de jonction 42 peut être radialement rétrécie par rapport à la portion élargie 40.

[0042] Dans le présent mode de réalisation, le coude de raccordement 30, la partie de circulation 32, la portion coudée 34, la première partie courbe 36, la deuxième partie courbe 38, la portion élargie 40 et la partie de jonction 42 sont connectés les uns aux autres dans cet ordre au sein du modèle de conduite auxiliaire 24. Toutefois, le modèle de conduite auxiliaire pourrait ne pas comprendre au moins l'une de ces parties, et/ou les comprendre sous une forme ou selon un ordre différent, ou encore en comprendre d'autres.

[0043] Une fois le modèle de secteur de roue aubagée 10 fourni, il est possible de fabriquer un moule carapace autour dudit modèle 10. Un moule carapace 100 peut être formé par trempage du modèle 10 dans une barbotine, suivi d'un saupoudrage, ou stucage, du modèle 10 enduit de barbotine avec du sable réfractaire pour former une carapace 100 autour du modèle 10, et de la cuisson de cette carapace 100 pour solidifier la barbotine de manière à consolider l'ensemble. Plusieurs trempages et saupoudrages successifs, par exemple de l'ordre de six, peuvent être envisagés afin d'obtenir une carapace d'une épaisseur suffisante avant sa cuisson, par exemple de cinq à dix millimètres. La carapace comprend ainsi autant de couches que de fois où l'ensemble d'opérations trempage et saupoudrage ou stucage a été réalisé. On entend par « sable réfractaire », dans le présent contexte, tout matériau granulaire avec une granularité suffisamment fine pour satisfaire aux tolérances de production souhaitées, capable de résister, à l'état solide, aux températures du métal en fusion, et pouvant être consolidé en une seule pièce solide par la barbotine lors de la cuisson de la carapace.

[0044] La barbotine peut comprendre des particules de sable réfractaire (typiquement des particules céramiques) en suspension dans un liant colloïdal. La fabrication du moule carapace comprend une succession de trempé de la grappe cire dans ladite barbotine et de saupoudrage/stucage de la grappe après chaque trempé.

[0045] Comme indiqué précédemment, lors de la cuisson du moule carapace, le modèle 10 est détruit par fusion de la cire ou résine. A l'issue de cette cuisson, pour le modèle 10 décrit précédemment, on obtient le moule carapace 100 représenté sur la figure 5.

[0046] Le moule carapace 100 de la figure 5 possède donc en négatif les caractéristiques du modèle global 10 précédemment décrit. Ainsi, le moule carapace 100 forme un moule carapace pour un secteur de roue aubagée comprenant une première plateforme et une deuxième plateforme coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale. Le moule carapace 100 comprend une partie de moulage de première plateforme 112 apte à former la première plateforme, une partie de moulage de deuxième plateforme 114 apte à former la deuxième plateforme, une partie de moulage de pale 116 apte à former la pale, une partie de moulage de partie de fixation 118 apte à former une partie de fixation faisant saillie de la première plateforme en direction d'un premier bord de la première plateforme, une conduite de coulée principale 120, une conduite de distribution 122 reliant la conduite de coulée principale 120 à la partie de moulage de partie de fixation 118, et une conduite auxiliaire 124 reliant la conduite de coulée principale 120 à la partie de moulage de première plateforme 112 du côté dudit bord.

[0047] La conduite de coulée principale 120 vise à amener le métal en fusion depuis une source, tel qu'un godet dans lequel le métal en fusion est versé, vers les parties de moulage 112, 114, 116, 118 du secteur de roue. Typiquement, le métal est coulé dans le sens de la flèche

M représentée sur la figure 5 et suit ensuite le réseau de conduites et de parties de moulage.

[0048] La conduite de distribution 122 et la conduite auxiliaire 124 distribuent le métal en fusion depuis la conduite de coulée principale 120 vers différentes parties de moulage, à savoir respectivement la partie de moulage de partie de fixation 118 et la partie de moulage de première plateforme 112.

[0049] La conduite auxiliaire 124 est en forme générale de point d'interrogation, tout comme le modèle de conduite auxiliaire 24, et possède des parties 130-142 correspondant respectivement aux parties 30-42 du modèle de conduite auxiliaire 24 précédemment décrit. Pour des raisons de concision, ces parties porteront respectivement les mêmes noms.

[0050] Grâce au fait que le coude de raccordement 130 fait saillie de la conduite de coulée principale 120 dans un sens sensiblement opposé au sens de coulée, qui est, dans le cas de la figure 5, le sens de la gravité (ou, en l'espèce, radialement vers l'intérieur), le coude de raccordement 130 agit comme un trop-plein. Le métal en fusion, arrivant par la conduite de coulée principale 120, ne s'engage dans le coude de raccordement 130 qu'après avoir emprunté les autres voies possibles. Typiquement, dans l'exemple représenté, le métal en fusion ne s'engage dans le coude de raccordement 130 que lorsque la chambre de coulée 128 est remplie. Cela permet de maîtriser la séquence d'écoulement du métal en fusion dans le moule carapace 100.

[0051] Grâce à la partie de circulation 132 et à la portion coudée 134, la conduite auxiliaire 124 est décalée, en l'espèce axialement et/ou circonférentiellement, par rapport à la conduite de distribution 122, voire à la chambre de coulée 128. Ainsi, le modèle 10 conserve une bonne moulabilité malgré la présence de la conduite auxiliaire 124. Plus précisément, afin d'assurer un contact uniforme avec la barbotine et un bon séchage de la barbotine lors de la fabrication du moule carapace 100, ainsi que de favoriser le refroidissement du métal lors de la coulée, le modèle 10 est conçu de sorte qu'en tenant compte de l'épaisseur de la paroi du moule carapace 100, la conduite auxiliaire 124 soit, au moins en majorité, séparée de la conduite de distribution 122 par une distance D au moins deux fois supérieure à l'épaisseur E d'une paroi de la conduite auxiliaire 124. En d'autres termes, on a la relation suivante : D > 2χΕ. Les épaisseurs D et E sont représentées sur la figure 5, sur laquelle cette inégalité n'est pas respectée du fait de l'exagération de l'épaisseur E pour une meilleure compréhension. Comme illustré sur cette figure, la distance D est mesurée comme la plus courte longueur séparant les surfaces externes des parois respectives de la conduite auxiliaire 124 et de la conduite de distribution 122. L'épaisseur E est la plus courte longueur séparant la surface interne et la surface externe d'une même paroi. Si le moule carapace est obtenu par trempage dans une barbotine comme exposé précédemment, l'épaisseur de ses parois est sensiblement uniforme.

[0052] L'ondulation de la conduite auxiliaire, formée par les première et deuxième parties courbes 136, 138, ralentit le métal lors de sa descente le long de la conduite auxiliaire. Ainsi, les turbulences risquant d'engendrer des défauts métallurgiques sont limitées, voire évitées. De manière générale, comme il ressort de la figure 5 et des figures 3 et 4, les angles et changements de direction de la conduite auxiliaire 124 sont arrondis, de manière à guider le métal sans choc, un écoulement laminaire du métal permettant de minimiser les défauts métallurgiques dans la pièce.

[0053] La portion élargie 140 est élargie par rapport au reste de la conduite auxiliaire 124, notamment par rapport à la deuxième partie courbe 138, et ce dans au moins une direction, en l'occurrence la direction circonférentielle. Cela permet de mieux répartir le métal en fusion pour sa pénétration dans la partie de moulage de première plateforme 112. La partie de jonction 142 assure une transition régulière entre la portion élargie 140 et la partie de moulage de première plateforme 112, de façon à guider le métal de manière laminaire pour son entrée dans la partie de moulage de première plateforme 112.

[0054] La figure 6 représente une pièce 210 obtenue par fonderie à l'aide du moule carapace 100 de la figure 5. Une fois que le métal a refroidi, de manière dirigée ou non, le moule carapace 100 est détruit, par 10 exemple par décochage. La pièce 210 a une géométrie correspondant à celle du modèle 10, éventuellement dans des dimensions légèrement inférieures du fait du retrait du métal lors du refroidissement.

[0055] Conformément au modèle 10 et au moule 100, la pièce 210 comprend un secteur de roue aubagée 200 ayant une première 15 plateforme 212 et une deuxième plateforme 214 coaxiales entre elles, autour d'un axe X commun, et entre lesquelles s'étend au moins une pale 216, une partie de fixation 218 faisant saillie de la première plateforme 212 en direction d'un premier bord 212a de la première plateforme. La pièce 210 comprend également des bras 220, 222, 224, 226 issus de la 20 solidification de métal dans les conduites 120, 122, 124, 126, respectivement, ainsi qu'une masselotte 228 issue de la solidification de métal dans la chambre de coulée 128.

[0056] Grâce au fait que le métal en fusion a pénétré dans la partie de moulage de partie de fixation 118 et dans la partie de moulage de 25 première plateforme 112 par des conduites différentes, comme expliqué précédemment, les défauts métallurgiques sont supprimés ou déplacés hors du secteur 200, c'est-à-dire hors des plateforme 212, 214, de la pale 216 et de la partie de fixation 218. Par exemple, les défauts tels que des retassures peuvent être déplacés dans le bras 224 ou la masselotte 228.

[0057] La finalisation du secteur de roue aubagée 200 peut comprendre des étapes telles que l'ébarbage des bras 220-226, de la masselotte 228 et des éventuelles autres conduites de coulée, comme illustré par les pointillés de la figure 6. Le secteur 200 soumis à des 5 traitements de parachèvement connus en eux-mêmes.

[0058] Bien que le mode de réalisation décrit précédemment ait été présenté dans le cas d'un moule unique permettant de couler un unique secteur de roue aubagée, il est possible, afin de pouvoir produire plusieurs secteurs simultanément, de réunir plusieurs modèles dans une seule 10 grappe dans laquelle ils sont reliés par un arbre formant, dans le moule, des canaux de coulée pour le métal en fusion.

[0059] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention 15 telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims

REVENDICATIONS

1. Moule carapace (100) pour un secteur de roue aubagée (200) comprenant une première plateforme (212) et une deuxième plateforme (214) coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale (216), le moule carapace comprenant une partie de moulage de première plateforme (112) apte à former la première plateforme (212), une partie de moulage de deuxième plateforme (114) apte à former la deuxième plateforme (214), une partie de moulage de pale (116) apte à former la pale (216), une partie de moulage de partie de fixation (118) apte à former une partie de fixation (218) faisant saillie de la première plateforme (212) en direction d'un premier bord (212a) de la première plateforme, une conduite de coulée principale (120), une conduite de distribution (122) reliant la conduite de coulée principale (120) à la partie de moulage de partie de fixation (118), et une conduite auxiliaire (124) reliant la conduite de coulée principale (120) à la partie de moulage de première plateforme (112) du côté dudit bord (212a).
2. Moule carapace (100) selon la revendication 1, dans lequel la partie de fixation (218) fait saillie d'un côté opposé à la pale (216) par rapport à la première plateforme (212).
3. Moule carapace (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la conduite auxiliaire (124) est, au moins en majorité, séparée de la conduite de distribution (122) par une distance (D) au moins deux fois supérieure à l'épaisseur (E) d'une paroi de la conduite auxiliaire (124).
4. Moule carapace (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la conduite auxiliaire (124) comprend un coude de raccordement (130) pour sa connexion à la conduite de coulée principale (120), le coude de raccordement (130) faisant saillie de la conduite de coulée principale (120) dans un sens sensiblement opposé au sens de coulée.
5. Moule carapace (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la conduite auxiliaire (124) comprend au moins une ondulation (136,138).
6. Moule carapace (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la conduite auxiliaire (124) est en forme générale de point d'interrogation.
7. Moule carapace (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une chambre de coulée (128) à l'intersection de la conduite de coulée principale (120), de la conduite de distribution (122) et de la conduite auxiliaire (124), la chambre de coulée (128) étant plus large que la conduite de coulée principale (120).
8. Moule carapace (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la conduite auxiliaire (124) comprend, à sa jonction avec la partie de moule de première plateforme (112), une portion élargie (140).
9. Procédé de fabrication d'un moule carapace (100), le procédé comprenant la fourniture d'un modèle de secteur de roue aubagée (10) comprenant une première plateforme (12) et une deuxième plateforme (14) coaxiales entre elles et entre lesquelles s'étend au moins une pale (16), une partie de fixation (18) faisant saillie de la première plateforme (12) en direction d'un premier bord (12a) de la première plateforme (12), le modèle (10) comprenant un modèle de conduite de coulée principale (20), un modèle de conduite de distribution (22) reliant le modèle de conduite de coulée principale (20) à la partie de fixation (18), et un modèle de conduite auxiliaire (24) reliant le modèle de conduite de coulée principale (20) à la première plateforme (12) du côté dudit bord (12a), le

5 procédé comprenant en outre la réalisation d'une carapace (100) autour dudit modèle (10) et la destruction du modèle (10).
10. Procédé de fabrication d'un secteur de roue aubagée (200), comprenant la fourniture d'un moule carapace (100) selon l'une

10 quelconque des revendications 1 à 8 et la coulée de métal dans le moule carapace (100).

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