FR3076752A1 - Procede de realisation d'un modele multi-pales, outillage et ensemble d'un modele multi-pales et d'un element de maintien - Google Patents

Procede de realisation d'un modele multi-pales, outillage et ensemble d'un modele multi-pales et d'un element de maintien Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé (100) de réalisation d'un modèle multi-pales (20) en matériau éliminable pour un distributeur, comprenant les étapes de fabrication (102) d'un modèle mono-pale (22) en matériau éliminable, d'assemblage (106) d'au moins deux modèles mono-pale (22) en matériau éliminable l'un avec l'autre et de positionnement (104, 108) d'un élément de maintien (30, 44) sur au-moins un modèle mono-pale (22) en matériau éliminable, de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre une plateforme intérieure (26, 40) et une plateforme extérieure (28, 42). L'invention concerne également un ensemble d'un modèle mono-pale en matériau éliminable pour un distributeur et d'un élément de maintien et un ensemble d'un modèle multi-pales en matériau éliminable pour un distributeur et d'un élément de maintien.

Description

Domaine technologique [0001] Le présent exposé concerne la réalisation de modèles en matériau éliminable pour la formation d'un distributeur multi-pales.
Arrière-plan technologique [0002] Des procédés de fonderie dits à cire perdue ou à modèle perdu sont particulièrement adaptés pour la production de pièces métalliques de formes complexes. Ainsi, la fonderie à modèle perdu est notamment utilisée pour la production de distributeur multi-pales de turbomachines.
[0003] Dans la fonderie à modèle perdu, la première étape est la réalisation d'un modèle en matériau éliminable à température de fusion comparativement peu élevée, comme par exemple une cire ou une résine, sur laquelle est ensuite surmoulé un moule. Après consolidation du moule, le matériau éliminable est évacué de l'intérieur du moule, appelé moule carapace. Un métal en fusion est ensuite coulé dans ce moule, afin de remplir la cavité formée par le modèle dans le moule après son évacuation. Une fois que le métal est refroidit et complètement solidifié, le moule peut être ouvert ou détruit afin de récupérer une pièce métallique conforme à la forme du modèle en matériau éliminable.
[0004] Afin de pouvoir produire plusieurs pièces simultanément, il est possible de réunir plusieurs modèles en matériau éliminable dans une seule grappe, chaque modèle en matériau éliminable étant relié au moins à un bâti, généralement un fût central qui n'est pas en matériau éliminable et une couronne de distribution réalisée en matériau éliminable. La couronne forme, dans le moule, des canaux de coulée pour le métal en fusion aussi appelé système d'alimentation.
[0005] On entend par « métal », dans le présent contexte, tant des métaux purs que des alliages métalliques.
[0006] Les secteurs de distributeur multi-pales sont communément réalisés via l'assemblage d'une pluralité de modèles mono-pale en matériau éliminable pour former un modèle multi-pales en matériau éliminable. Cependant, du fait de la géométrie souhaitée pour certaines pièces du distributeur, le maintien des dimensions et de la géométrie du modèle en matériau éliminable peut s'avérer problématique après sa sortie du moule d'injection, en particulier au niveau des plateformes des aubes du distributeur dès lors que celles-ci présentent une dimension relativement importante et une épaisseur relativement faible, formant par exemple un porte-à-faux relativement important.
[0007] En effet, à la sortie du moule d'injection du modèle mono-pale, les modèles mono-pale en matériau éliminable sont à une température à laquelle des déformations irréversibles et importantes de la géométrie du modèle mono-pale peuvent survenir. Ce risque est présent jusqu'à la stabilisation du modèle mono-pale en matériau éliminable à la température ambiante.
[0008] Par ailleurs, avant assemblage, chaque modèle mono-pale subit des contrôles non-destructifs du modèle mono-pale afin de contrôler la conformité du modèle mono-pale aux cotes et aux tolérances de fabrication. Lorsque plusieurs modèles mono-pale sont jugés conformes au cahier des charges, ils peuvent être assemblés les uns aux autres afin de former un modèle multi-pales en matériau éliminable.
[0009] Lors de ces étapes, la manipulation des modèles mono-pale et multi-pales peut également entraîner des risques de déformation des modèles mono-pale et/ou multi-pales, en particulier des risques de déformation des plateformes.
[0010] De telles déformations sont également susceptibles d'intervenir dans les étapes ultérieures de manipulation des modèles multi-pales en matériau éliminable, comme par exemple lors de la formation du moule carapace, par exemple lors du trempage du modèle multi-pales en matériau éliminable dans une barbotine.
[0011] Or, les cotes et les tolérances des distributeurs multi-pales n'autorisent pas ces déformations non désirées de sorte que les modèles multi-pales non conformes ne peuvent pas être utilisés pour former le moule carapace. En effet, l'utilisation de modèles multi-pales non conformes entraînerait la mise au rebut des secteurs de distributeur multipales obtenus par coulée de métal dans le moule carapace obtenu avec ces modèles multi-pales non conformes, en particulier lorsque les plateformes présentent des déformations non désirées qui ont une influence directe sur la taille de la veine de fluide.
[0012] Dans l'exposé qui suit, les termes « intérieur » et « extérieur » sont définis par rapport à l'axe central de la turbomachine dans laquelle les éléments sont destinés à être assemblés, le terme intérieur se référant à un élément plus proche de l'axe central qu'un élément extérieur et les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation normal du flux dans la turbomachine.
Présentation [0013] Le présent exposé vise à remédier au moins en partie à ces inconvénients.
[0014] A cet effet, le présent exposé concerne un procédé de réalisation d'un modèle multi-pales en matériau éliminable pour un distributeur, comprenant les étapes suivantes :
- fabrication d'un modèle mono-pale en matériau éliminable, le modèle mono-pale en matériau éliminable comprenant une pale s'étendant entre une plateforme intérieure et une plateforme extérieure ;
- assemblage d'au moins deux modèles mono-pale en matériau éliminable l'un avec l'autre selon une direction d'assemblage pour former le modèle multi-pales en matériau éliminable comprenant au moins deux pales, une plateforme intérieure et une plateforme extérieure ; et, entre l'étape de fabrication et l'étape d'assemblage et/ou après l'étape d'assemblage,
- positionnement d'un élément de maintien sur au-moins un modèle mono-pale en matériau éliminable, de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure.
[0015] Grâce à l'élément de maintien, on maintient un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure ce qui permet de rigidifier le modèle mono-pale et/ou le modèle multi-pales en matériau éliminable et réduire les risques de déformation lors des manipulations des modèles mono-pale et/ou multi-pales.
[0016] On entend par fabrication du modèle mono-pale, l'étape ou la pluralité d'étapes permettant d'obtenir un modèle mono-pale en matériau éliminable qui peut être manipulé avec des risques limités de déformation du modèle mono-pale. Ainsi, après l'étape de fabrication, la température du matériau éliminable formant le modèle mono-pale est environ à température ambiante.
[0017] L'espacement prédéterminé est défini entre un point de la plateforme intérieure, en particulier un point appartenant à une surface extérieure de la plateforme intérieure, et un point de la plateforme extérieure, en particulier un point appartenant à une surface intérieure de la plateforme extérieure. Les deux points sont de préférence alignés selon un axe passant par Taxe central de la turbomachine. Par exemple, l'espacement prédéterminé peut être défini entre un point appartenant à une surface extérieure de la plateforme intérieure et un point appartenant à une surface intérieure de la plateforme extérieure, au niveau de l'extrémité amont du modèle mono-pale.
[0018] Le modèle mono-pale en matériau éliminable peut être fabriqué par exemple par injection ou par fabrication additive.
[0019] Dans certains modes de réalisation, l'étape d'assemblage peut être réalisée par collage d'au moins deux modèles mono-pale l'un avec l'autre.
[0020] Dans certains modes de réalisation, le collage peut être réalisé avec le matériau éliminable.
[0021] Dans certains modes de réalisation, l'étape de fabrication du modèle mono-pale en matériau éliminable comprend les étapes suivantes :
- injection d'un matériau éliminable dans un moule pour former le modèle mono-pale en matériau éliminable ;
- démoulage du modèle mono-pale en matériau éliminable ;
- conformation du modèle mono-pale en matériau éliminable après démoulage.
[0022] On comprend que l'élément maintien est différent de l'outillage de conformation. L'outil de conformation permet de conformer le modèle mono-pale en matériau éliminable pendant le refroidissement et la solidification du modèle mono-pale, alors que l'élément de maintien permet de réduire les risques de déformation du modèle mono-pale et/ou multi-pales lors des manipulations des modèles mono-pale et/ou multipales.
[0023] Dans certains modes de réalisation, l'étape de positionnement est réalisée entre l'étape de fabrication et l'étape d'assemblage, l'élément de maintien étant positionné sur le modèle mono-pale.
[0024] On peut ainsi réduire le risque de déformation lors des manipulations des modèles mono-pale en matériau éliminable, par exemple lors des contrôles non destructifs réalisés sur les modèles monopale et/ou pendant l'étape d'assemblage des modèles mono-pale afin de former un modèle multi-pales.
[0025] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien comprend un logement intérieur et un logement extérieur, le logement intérieur et le logement extérieur étant espacés d'une distance prédéterminée correspondant à une cote nominale souhaitée entre une extrémité libre de la plateforme intérieure et une extrémité libre de la plateforme extérieure, l'étape de positionnement comprenant le positionnement de l'extrémité libre de la plateforme intérieure dans le logement intérieur et le positionnement de l'extrémité libre de la plateforme extérieure dans le logement extérieur.
[0026] Le logement intérieur est de forme complémentaire à la forme de la plateforme intérieure qu'il reçoit et le logement extérieur est de forme complémentaire à la forme de la plateforme extérieure qu'il reçoit. Les logements sont dimensionnés afin de recevoir les plateformes interne et externe sans les endommager et sans marquer le matériau éliminable, de sorte que lorsque l'on retire l'élément de maintien du modèle monopale, la surface des plateformes intérieure et extérieure ne comporte pas de marque laissée par l'élément de maintien. Il n'y a donc pas d'usinage requis pour rectifier la surface des plateformes interne et externe.
[0027] On comprend que lorsque l'espacement prédéterminé entre la plateforme interne et la plateforme externe est défini entre un point de la plateforme intérieure, en particulier un point appartenant à une surface extérieure de la plateforme intérieure, et un point de la plateforme extérieure, en particulier un point appartenant à une surface intérieure de la plateforme extérieure à la position de l'élément de maintien, la distance prédéterminée peut être égale à l'espacement prédéterminé. Lorsque l'espacement prédéterminé est défini ailleurs entre la plateforme interne et la plateforme externe, le fait de maintenir une distance prédéterminée entre l'extrémité libre de la plateforme intérieure et l'extrémité libre de la plateforme extérieure permet de maintenir l'espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure.
[0028] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien comprend un logement de retenue, l'étape de positionnement comprenant le positionnement d'un élément de retenue dans le logement de retenue de sorte que l'élément de maintien est fixe par rapport au modèle monopale.
[0029] Par exemple, l'élément de retenue peut être un élastique.
[0030] Dans certains modes de réalisation, l'extrémité libre est une extrémité amont et/ou aval.
[0031] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien est réalisé par fabrication additive.
[0032] On peut ainsi donner à l'élément de maintien la forme désirée, tout en garantissant un bon contrôle dimensionnel de l'élément de maintien, en particulier des logements intérieur et extérieur ainsi que du logement de retenue, lorsque ce dernier est présent. On peut également adapter l'élément de maintien à différent type de géométrie grâce à la grande liberté de forme apportée par la fabrication additive. La fabrication additive apporte également une réalisation relativement rapide de l'élément de maintien associée à des coûts relativement bas. De plus, lorsque l'on désire modifier l'élément de maintien, il est facile de modifier l'élément de maintien par itérations successives sans avoir à modifier des moules par exemple.
[0033] Dans certains modes de réalisation, la fabrication additive est une méthode de stéréo-lithographie.
[0034] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien est en résine thermoplastique de type acrylonitrile butadiène styrène (ABS) ou polyamide PA12.
[0035] Ces matériaux présentent un étant de surface lisse et permettent de réaliser des pièces nécessitant une précision dimensionnelle et une certaine rigidité. L'état de surface lisse de l'élément de maintien permet de ne pas endommager le modèle en matériau éliminable.
[0036] Dans certains modes de réalisation, l'étape de positionnement est réalisée après l'étape d'assemblage, l'élément de maintien étant positionné, selon une direction perpendiculaire à la direction d'assemblage, sur un côté latéral libre de la plateforme intérieure et sur un côté latéral libre de la plateforme extérieure du modèle multi-pales, de manière à maintenir l'espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure.
[0037] L'élément de maintien permet de réduire les risques de déformation du modèle multi-pales lors des manipulations des modèles multi-pales, notamment pendant une étape de formation d'un moule carapace. L'élément de maintien permet de maintenir l'espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure. On comprend donc que l'élément de maintien est positionné avant la mise en grappe et la formation d'un moule carapace.
[0038] On comprend que l'élément de maintien étant positionné sur un côté latéral libre de la plateforme intérieure et sur un côté latéral libre de la plateforme extérieure du modèle multi-pales, il est positionné sur un côté latéral libre de la plateforme intérieure et sur un côté latéral libre de la plateforme extérieure du modèle mono-pale disposé à une extrémité du modèle multi-pales selon la direction d'assemblage.
[0039] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien est une tige en matériau céramique.
[0040] Cette tige en matériau céramique sera présente dans le moule carapace et lors de la coulée du métal dans le moule carapace. Ainsi, lors de la coulée du métal, le volume occupé par la tige n'est pas rempli par du métal en fusion. La tige en matériau céramique sera séparée du distributeur multi-pale après refroidissement du distributeur, lors de la séparation du moule carapace.
[0041] Dans certains modes de réalisation, la plateforme intérieure et/ou la plateforme extérieure du modèle multi-pales comporte un logement de réception de l'élément de maintien.
[0042] Le logement de réception permet de positionner rapidement et de manière reproductible l'élément de maintien.
[0043] On comprend que le modèle multi-pales étant réalisé par l'assemblage de plusieurs modèles mono-pale, seuls les modèles monopale situés à chaque extrémité selon la direction d'assemblage du modèle multi-pales comporteront des logements de réception.
[0044] Les logements de réception étant disposées sur les côtés latéraux libres des plateformes, elles sont disposées sur des surfaces qui correspondent à des surfaces du distributeur multi-pales qui peuvent être usinées et qui affectent relativement peu le comportement aérodynamique du distributeur multi-pales.
[0045] Dans certains modes de réalisation, l'étape de positionnement comprend le collage de l'élément de maintien sur le modèle multi-pales en matériau éliminable.
[0046] Le présent exposé concerne également un outillage pour la réalisation d'un modèle multi-pales en matériau éliminable pour un distributeur, comprenant :
- un d'élément de maintien configuré pour être positionné en appui contre une extrémité libre d'une plateforme intérieure et une extrémité libre d'une plateforme extérieure d'un modèle mono-pale en matériau éliminable, de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure ; et/ou
- un élément de maintien configuré pour être positionné, selon une direction perpendiculaire à une direction d'assemblage, sur un côté latéral libre du modèle multi-pales, de manière à maintenir l'espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure.
[0047] Dans certains modes de réalisation, l'outillage peut comprendre un moule pour la réalisation de modèles mono-pale en matériau éliminable présentant une pale s'étendant entre une plateforme intérieure et une plateforme extérieure.
[0048] Le présent exposé concerne aussi un ensemble d'un modèle mono-pale en matériau éliminable pour un distributeur et d'un élément de maintien, le modèle mono-pale en matériau éliminable comportant une pale s'étendant entre une plateforme intérieure et une plateforme extérieure, l'élément de maintien étant positionné de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure.
[0049] Le présent exposé concerne aussi un ensemble d'un modèle multi-pales en matériau éliminable pour un distributeur et d'un élément de maintien, le modèle multi-pales en matériau éliminable comprenant au moins deux modèles mono-pale en matériau éliminable comportant chacun une pale s'étendant entre une plateforme intérieure et une plateforme extérieure, les modèles mono-pale en matériau éliminable étant assemblés par collage selon une direction d'assemblage pour former le modèle multi-pales comprenant au moins deux pales, une plateforme intérieure et une plateforme extérieure, l'élément de maintien étant collé, selon une direction perpendiculaire à la direction d'assemblage, sur un côté latéral libre de la plateforme intérieure et un côté latéral libre de la plateforme extérieure du modèle multi-pales, de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure et la plateforme extérieure.
Brève description des dessins [0050] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un distributeur multi-pales ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un ensemble d'un modèle mono-pale en matériau éliminable et d'un élément de maintien ;
- la figure 3 est une vue schématique de l'élément de maintien de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un ensemble d'un modèle multi-pales en matériau éliminable et d'un élément de maintien ;
- la figure 5 est une vue schématique de côté d'un modèle monopale en matériau éliminable formant une extrémité du secteur comprenant des logements de réception d'un élément de maintien ;
- la figure 6 est un ordinogramme représentant les étapes d'un procédé de réalisation d'un modèle multi-pales en matériau éliminable ;
- la figure 7 est un ordinogramme représentant l'étape 102 de l'ordinogramme de la figure 6.
[0051] Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
Description détaillée [0052] La figure 1 est une vue en perspective d'un distributeur multipales 10 pour turbomachine, en particulier d'un distributeur pour turboréacteur.
[0053] Le distributeur multi-pales 10 comporte principalement une pluralité de pales 12 s'étendant, selon une direction radiale R, entre une plateforme intérieure 14 et une plateforme extérieure 16. Les pales sont disposées selon une direction circonférentielle C autour d'un axe central A. L'axe central A est par exemple l'axe central de la turbomachine lorsque le distributeur multi-pales 10 est monté dans la turbomachine.
[0054] Les plateformes intérieure 14 et extérieure 16 délimitent la veine de fluide. La plateforme intérieure 14 comprend une extrémité libre amont 14A, une extrémité libre aval 14B et deux côtés latéraux libres 14C, 14D. De même, la plateforme extérieure 16 comprend une extrémité libre amont 16A, une extrémité libre aval 16B et deux côtés latéraux libres 16C, 16D.
[0055] Pour fabriquer le distributeur multi-pales 10 de la figure 1, on fabrique un modèle multi-pales 20 en matériau éliminable (voir figure 4). Le matériau éliminable peut être par exemple de la cire ou une résine dont la température de fusion est peu élevée, par exemple inférieure à 300°C.
[0056] Le modèle multi-pales 20 en matériau éliminable est obtenu par assemblage d'au moins deux modèles mono-pales 22 en matériau éliminable selon une direction d'assemblage correspondant à la direction circonférentielle C. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le modèle multi-pales 20 en matériau éliminable comprend quatre modèles monopales 22 en matériau éliminable. On comprend que le nombre de modèles mono-pale 22 assemblés pour former un modèle multi-pales 20 n'est pas limité à quatre. Il pourrait bien entendu être différent.
[0057] Comme représenté sur la figure 2, le modèle mono-pale 22 comprend une pale 24 s'étendant entre une plateforme intérieure 26 et une plateforme extérieure 28. La plateforme intérieure 26 comprend une extrémité libre amont 26A, une extrémité libre aval 26B et deux côtés latéraux libres 26C, 26D, le côté latéral libre 26C étant le côté opposé au côté latéral libre 26D de la plateforme intérieure 26. De même, la plateforme extérieure 28 comprend une extrémité libre amont 28A, une extrémité libre aval 28B et deux côtés latéraux libres 28C, 28D, le côté latéral libre 28C étant le côté opposé au côté latéral libre 28D de la plateforme extérieure 28.
[0058] Sur la figure 2, un élément de maintien 30 d'un premier type est positionné sur le modèle mono-pale 22. Sur la figure 1, l'élément de maintien 30 est un peigne 30A positionné sur l'extrémité libre amont 26A de la plateforme intérieure 26 et sur l'extrémité libre amont 28A de la plateforme extérieure 28.
[0059] En fonction de la géométrie des plateformes intérieure 26 et extérieure 28, le peigne 30A peut être positionné sur les extrémités libres amont 26A, 28A des plateformes intérieure 26 et extérieure 28 et/ou sur les extrémités libres aval 26B, 28B des plateformes intérieure 26 et extérieure 28.
[0060] Comme représenté sur la figure 3, le peigne 30A comprend un logement intérieur 32 et un logement extérieur 34, le logement intérieur 32 et le logement extérieur 34 étant espacés d'une distance prédéterminée D correspondant à une cote nominale souhaitée entre l'extrémité libre amont 26A de la plateforme intérieure 26 et une extrémité libre amont 28A de la plateforme extérieure 28. Le logement intérieur 32 est de forme complémentaire à la forme de la plateforme intérieure 26 qu'il reçoit et le logement extérieur 34 est de forme complémentaire à la forme de la plateforme extérieure 28 qu'il reçoit.
[0061] Dans le mode de réalisation de la figure 3, la distance prédéterminée D correspond à la cote nominale souhaitée entre une surface extérieure 26E de la plateforme intérieure 26 et une surface intérieure 281 de la plateforme extérieure 28. La surface extérieure 26E de la plateforme intérieure 26 et la surface intérieure 281 de la plateforme extérieure 28 délimitent la veine de fluide.
[0062] La distance prédéterminée D peut être égale à l'espacement prédéterminé lorsque l'espacement prédéterminé est défini entre La surface extérieure 26E de la plateforme intérieure 26 et la surface intérieure 281 de la plateforme extérieure 28 au niveau de la position du peigne 30A. On comprend que l'espacement prédéterminé peut être défini différemment. Cependant, dès lors que la distance entre les extrémités libres amont 26A, 28A des plateformes internes 26 et externe 28 est maintenue constante de la distance prédéterminée D, les plateformes internes 26 et externe 28 ne se déforment pas ou dans des limites acceptables, de sorte que l'espacement prédéterminé entre la plateforme interne 26 et la plateforme externe 28 est maintenu constant.
[0063] Le peigne 30A peut être réalisé par fabrication additive.
[0064] Comme représenté sur la figure 2, l'extrémité libre amont 26A de la plateforme intérieure 26 est positionnée dans le logement intérieur 32 et l'extrémité libre amont 28A de la plateforme extérieure 28 est positionnée dans le logement extérieur 34. Le peigne 30A est disposé approximativement au milieu de la plateforme intérieure 26 et de la plateforme extérieure 28, par exemple en regard de la pale 12.
[0065] On comprend que plusieurs peignes 30A peuvent être positionnés sur l'extrémité libre amont 26A de la plateforme intérieure 26 et sur l'extrémité libre amont 28A de la plateforme extérieure 28.
[0066] Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, le peigne 30A comporte un logement de retenue 36 disposé sur un côté opposé au côté sur lequel sont disposés les logements intérieur et extérieur 32, 34. Le logement de retenue 36 est disposé selon la direction radiale R entre le logement intérieur 32 et le logement extérieur 34.
[0067] En outre, dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, un élément de retenue 38 est positionné dans le logement de retenue 36 de sorte que le peigne 30A est fixe par rapport au modèle mono-pale 22. L'élément de retenue 38 est également positionné autour du modèle mono-pale 22. L'élément de retenue 28 peut être par exemple un élastique ou une autre pièce permettant de retenir l'élément de maintien en place, dans le cas présent le peigne 30A. L'élément de retenue 38 peut prendre appui contre une zone plus massive du modèle et qui ne se trouve pas dans la veine d'écoulement de fluide et ce, afin d'éviter tout risque de déformation potentielle des parties jouant un rôle dans l'aérodynamisme du modèle mono-pale 22. De plus, cet élément de retenue 38 peut facilement être détruit et/ou retiré facilement du modèle mono-pale 22 avant ou après assemblage de plusieurs modèles mono-pale 22 l'un avec l'autre.
[0068] La figure 4 représente un modèle multi-pales 20 en matériau éliminable obtenu par assemblage de quatre modèles mono-pale 22 en matériau éliminable l'un avec l'autre selon la direction d'assemblage correspondant à la direction circonférentielle C. L'assemblage des modèles mono-pale 22 peut être réalisé par exemple par collage des côtés latéraux libres 26C, 26D des plateformes intérieures 26 de chaque modèle monopale 22 en matériau éliminable l'un avec l'autre et par collages des côtés latéraux libres 28C, 28D des plateformes extérieures 28 de chaque modèle mono-pale 22 en matériau éliminable l'un avec l'autre. L'assemblage des plateformes intérieures 26 de chaque modèle mono-pale 22 forme une plateforme intérieure 40 du modèle multi-pales 20 et l'assemblage des plateformes extérieures 28 de chaque modèle mono-pale 22 forme une plateforme extérieure 42 du modèle multi-pales 20.
[0069] La plateforme intérieure 40 comprend une extrémité libre amont 40A, une extrémité libre aval 40B et deux côtés latéraux libres 40C, 40D, le côté latéral libre 40C étant le côté opposé au côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40. De même, la plateforme extérieure 42 comprend une extrémité libre amont 42A, une extrémité libre aval 42B et deux côtés latéraux libres 42C, 42D, le côté latéral libre 42C étant le côté opposé au côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42.
[0070] Sur la figure 4, un élément de maintien 44 d'un deuxième type est positionné sur le modèle multi-pales 20. Sur la figure 4, l'élément de maintien 44 est une tige 44A positionnée sur le côté latéral libre 40C de la plateforme intérieure 40 et le côté latéral libre 42C de la plateforme extérieure 42. De même, dans le mode de réalisation de la figure 4, une deuxième tige 44A est positionnée sur le côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40 et le côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42. Les tiges 44A sont par exemple collées sur le modèle multipales 20. Les tiges 44A sont par exemple réalisées en matériau céramique.
[0071] Le modèle multi-pales 20 peut comporter une pluralité de logements de réception 46 de la tige 44A. On comprend que le modèle multi-pales 20 étant réalisé par l'assemblage de plusieurs modèles monopale 22, seuls les modèles mono-pale 22 situés à chaque extrémité selon la direction d'assemblage du modèle multi-pales 20 comporteront des logements de réception 46. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le modèle multi-pales 20 ne comporte pas de logements de réception 46.
[0072] On comprend que l'élément de maintien 44, c'est-à-dire la tige 44A, étant positionné sur le côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42 du modèle multi-pales 20, la tige 44A est positionnée sur le côté latéral libre 26D de la plateforme intérieure 26 et sur le côté latéral libre 28D de la plateforme extérieure 28 du modèle mono-pale 22 disposé à une extrémité du modèle multi-pales 20 selon la direction d'assemblage.
[0073] Sur la figure 5, on a représenté un modèle mono-pale 22 disposé à une extrémité du modèle multi-pales 20 selon la direction d'assemblage, en particulier on a représenté le côté latéral libre 26D de la plateforme intérieure 26 et le côté latéral libre 28D de la plateforme extérieure 28 du modèle mono-pale 22, destinés à former respectivement le côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40 et le côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42 du modèle multi-pale 20. Le côté latéral libre 26D de la plateforme intérieure 26 et le côté latéral et le côté latéral libre 28D de la plateforme extérieure 28 comprennent chacun un logement de réception 46 de la tige 44A.
[0074] Le mode de réalisation de la figure 5 présente deux logements de réception 46. Cependant, il pourrait n'y avoir qu'un seul logement de réception 46 disposés sur la plateforme intérieure 26 ou sur la plateforme extérieure 28. Un logement de réception 46 unique sur un côté latéral libre 26D, 28D du modèle mono-pale 22, correspondant au côté latéral libre 40D, 42D du modèle multi-pale 20 permet de positionner de manière reproductible la tige 44Α.
[0075] De même, dans le mode de réalisation de la figure 4, une tige 44Α est disposée sur le côté latéral libre 40C de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42C de la plateforme extérieure 42 et une tige 44A est disposée sur le côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42. Selon certains modes de réalisation, il pourrait n'y avoir qu'une seule tige 44A, soit d'un côté latéral ou de l'autre du modèle multi-pales 20.
[0076] On va décrire le procédé 100 de réalisation du modèle multipales 20.
[0077] Le procédé 100 comprend une étape de fabrication 102 d'un modèle mono-pale 22 en matériau éliminable, le modèle mono-pale 22 en matériau éliminable comprenant une pale 24 s'étendant entre une plateforme intérieure 26 et une plateforme extérieure 28.
[0078] Le procédé 100 comprend également une étape d'assemblage 106 d'au moins deux modèles mono-pale 22 en matériau éliminable l'un avec l'autre selon la direction d'assemblage pour former le modèle multipales 20 en matériau éliminable. Dans le mode de réalisation de la figure 4, on assemble quatre modèles mono-pale 22. Le nombre de modèles mono-pales 22 assemblés pour former le modèle multi-pales 20 est donné à titre d'exemple uniquement. Le nombre de modèles mono-pale 22 pourrait bien entendu être différent de quatre.
[0079] Le procédé 100 comprend aussi une étape de positionnement d'un élément de maintien sur au-moins un modèle mono-pale 22 en matériau éliminable, de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure 26 et la plateforme extérieure 28.
[0080] L'étape de positionnement peut avoir lieu entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106 et/ou après l'étape d'assemblage 106.
[0081] L'étape de positionnement 104 a lieu entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106, l'étape de positionnement 108 a lieu après l'étape d'assemblage 106. On comprend que le procédé 100 peut comprendre une étape de positionnement 104 entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106 et une étape de positionnement 108 après l'étape d'assemblage 106. Le procédé 100 peut également ne comprendre qu'une des deux étapes de positionnement, soit l'étape étape de positionnement 104 entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106, soit l'étape de positionnement 108 après l'étape d'assemblage 106.
[0082] Dans l'étape de positionnement 104 entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106, on positionne un élément de maintien sur un modèle mono-pale 22, en particulier on positionne le peigne 30A sur le modèle mono-pale 22, l'extrémité libre amont 26 de la plateforme intérieure 26 étant positionnée dans le logement intérieur 32 et l'extrémité libre amont 28A de la plateforme extérieure 28 étant positionnée dans le logement extérieur 34. Le peigne 30A est disposé approximativement au milieu de la plateforme intérieure 26 et de la plateforme extérieure 28.
[0083] L'étape de positionnement 104 entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106, peut également comporter le positionnement de l'élément de retenue 38 est positionné dans le logement de retenue 36 de sorte que le peigne 30A est fixe par rapport au modèle mono-pale 22.
[0084] L'élément de retenue 38 est également positionné autour du modèle mono-pale 22. L'élément de retenue 28 peut être par exemple un élastique ou une autre pièce permettant de retenir l'élément de maintien en place, dans le cas présent le peigne 30A.
[0085] Avantageusement, lors de l'étape de positionnement 104 entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106, un peigne 30A est positionné sur chaque modèle mono-pale 22.
[0086] Après l'étape de positionnement 104 entre l'étape de fabrication 102 et l'étape d'assemblage 106, dans le mode de réalisation de la figure 2, pour assembler deux modèles mono-pale 22, on retire l'élément de retenue 38. Le peigne 30A peut être retiré avant ou après l'étape d'assemblage 106 des modèles mono-pales 22. De même, si l'élément de retenue 38 ne gêne pas l'assemblage des modèles mono-pale 22, l'élément de retenue 38 peut être retiré avant ou après l'étape d'assemblage 106. Le peigne 30A et l'élément de retenue 38 sont retirés avant une étape de fabrication du moule carapace, en particulier avant le trempage du modèle multi-pales 20 dans une barbotine.
[0087] Dans l'étape de positionnement 108 après l'étape d'assemblage 106, on positionne un élément de maintien sur le modèle multi-pale 20, en particulier, on positionne une tige 44A sur le côté latéral libre 40C de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42C de la plateforme extérieure 42 et on positionne une tige 44A sur le côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42.
[0088] Bien entendu, comme souligné précédemment, l'étape de positionnement 108 après l'étape d'assemblage 106 peut comporter le positionnement d'une tige 44A sur le côté latéral libre 40C de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42C de la plateforme extérieure 42 ou le positionnement d'une tige 44A sur le côté latéral libre 40D de la plateforme intérieure 40 et sur le côté latéral libre 42D de la plateforme extérieure 42.
[0089] Le positionnement de la tige 44A peut comporter le positionnement de la tige 44A dans un ou deux logement(s) de réception 46 de la tige 44A.
[0090] Par ailleurs, lors de l'étape de fabrication 102 du modèle monopale 22, le modèle mono-pale 22 peut être réalisé par fabrication additive.
Lorsque le modèle multi-pale 20 comprend un logement de réception 46, ce logement de réception 46 peut être obtenu également par fabrication additive.
[0091] Le modèle mono-pale 22 peut également être obtenu par moulage du matériau éiiminable dans un moule.
[0092] Lorsque le modèle mono-pale 22 est obtenu par moulage du matériau éiiminable dans un moule, l'étape de fabrication 102 du modèle mono-pale 22 peut comporter une étape d'injection 110 du matériau éiiminable dans un moule pour former le modèle mono-pale 22 en matériau éiiminable, une étape de démoulage 112 du modèle mono-pale 22 en matériau éiiminable et une étape de conformation 114 du modèle mono-pale 22 en matériau éiiminable après démoulage.
[0093] Lors de l'étape de conformation 114, on dispose le modèle mono-pale 22 sorti du moule dans un outillage de conformation qui permet de conformer le modèle mono-pale 22 pendant le refroidissement du matériau éiiminable jusqu'à une température voisine de la température ambiante.
[0094] Lorsque les modèles mono-pales sont obtenus par moulage du matériau éiiminable dans un moule et des modèles mono-pales 22 comprennent des logements de réception 46, les logements de réception 46 peuvent être obtenus ajout, après l'étape de conformation 114, par fabrication additive sur le modèle mono-pale 22. Ainsi, on peut avoir un seul type de moule pour tous les modèles mono-pales 22. On comprend que l'on peut avoir plusieurs moules d'un même type afin de pouvoir fabriquer plusieurs modèles mono-pales 22 en une seule étape.
[0095] On peut également avoir un premier type de moule pour le modèle mono-pale 22 disposé à une première extrémité du modèle multipales 20 dans la direction d'assemblage, un deuxième type de moule pour le modèle mono-pale 22 disposé à une deuxième extrémité du modèle multi-paies 20 dans la direction d'assemblage et, lorsque le modèle multipales 20 comporte plus de deux modèles mono-pale 22, un troisième type de moule pour le ou les modèles mono-pale 22 disposés entre les modèles mono-pale 22 disposés à la première extrémité et à la deuxième extrémité du modèle multi-pales 20.
[0096] Pour former un moule de coulée, une pluralité de modèles multi-pales 20 sont assemblés en grappe et l'ensemble est trempé dans une barbotine afin de former le moule carapace. Lors de cette étape de trempage, la présence des tiges 44A permettent d'éviter la déformation des plateformes intérieures 40 et extérieure 42 des modèles multi-pales 20. Une fois la barbotine solidifiée, le matériau éliminable est fondu pour 5 former les cavités dans lesquelles les secteurs d'aubes multi-pales seront coulés et les tiges 44A restent dans le moule carapace.
[0097] Les secteurs multi-pales, après solidification et démoulage, pourront, si nécessaire, être usinés pour retirer, par exemple, les marques des logements de réception 46 laissées sur la plateforme.
[0098] Quoique le présent exposé ait été décrit en se référant à un exemple de réalisation spécifique, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l’invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents 15 modes de réalisation évoqués 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 (10)

1. Procédé (100) de réalisation d'un modèle multi-pales (20) en matériau éliminable pour un distributeur, comprenant les étapes suivantes :
- fabrication (102) d'un modèle mono-pale (22) en matériau éliminable, le modèle mono-pale (22) en matériau éliminable comprenant une pale (24) s'étendant entre une plateforme intérieure (26) et une plateforme extérieure (28) ;
- assemblage (106) d'au moins deux modèles mono-pale (22) en matériau éliminable l'un avec l'autre selon une direction d'assemblage pour former le modèle multi-pales (20) en matériau éliminable comprenant au moins deux pales (24), une plateforme intérieure (40) et une plateforme extérieure (42), ; et, entre l'étape de fabrication (102) et l'étape d'assemblage (106) et/ou après l'étape d'assemblage (106),
- positionnement (104, 108) d'un élément de maintien (30, 44) sur au-moins un modèle mono-pale (22) en matériau éliminable, de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure (26, 40) et la plateforme extérieure (28, 42).
2. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel l'étape de positionnement (104) est réalisée entre l'étape de fabrication (102) et l'étape d'assemblage (106), l'élément de maintien (30) étant positionné sur le modèle mono-pale (22).
3. Procédé (100) selon la revendication 2, dans lequel l'élément de maintien (30) comprend un logement intérieur (32) et un logement extérieur (34), le logement intérieur (32) et le logement extérieur (34) étant espacés d'une distance prédéterminée (D) correspondant à une cote nominale souhaitée entre une extrémité libre (26A, 26B) de la plateforme intérieure (26) et une extrémité libre (28A, 28B) de la plateforme extérieure (28), l'étape de positionnement (104) comprenant le positionnement de l'extrémité libre (26A, 26B) de la plateforme intérieure (26) dans le logement intérieur (32) et le positionnement de l'extrémité libre (28A, 28B) de la plateforme extérieure (28) dans le logement extérieur (34).
4. Procédé (100) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'élément de maintien (30) comprend un logement de retenue (36), l'étape de positionnement (104) comprenant le positionnement d'un élément de retenue (38) dans le logement de retenue (36) de sorte que l'élément de maintien (30) est fixe par rapport au modèle mono-pale (22).
5. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape de positionnement (108) est réalisée après l'étape d'assemblage (106), l'élément de maintien (44) étant positionné, selon une direction perpendiculaire à la direction d'assemblage, sur un côté latéral libre (40C, 40D) de la plateforme intérieure (40) et sur un côté latéral libre (42C, 42D) de la plateforme extérieure (42) du modèle multipales (20), de manière à maintenir l'espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure (40) et la plateforme extérieure (42).
6. Procédé (100) selon la revendication 5, dans lequel l'élément de maintien (44) est une tige (44A) en matériau céramique.
7. Procédé (100) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la plateforme intérieure (40) et/ou la plateforme extérieure (42) du modèle multi-pales (20) comporte un logement de réception (46) de l'élément de maintien (44).
8. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l'étape de positionnement (108) comprend le collage de l'élément de maintien (44) sur le modèle multi-pales (20) en matériau éliminable.
9. Ensemble d'un modèle mono-pale (22) en matériau éliminable pour un distributeur et d'un élément de maintien (30), le modèle monopale (22) en matériau éliminable comportant une pale (24) s'étendant entre une plateforme intérieure (26) et une plateforme extérieure (28), l'élément de maintien (30) étant positionné de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure (26) et la plateforme extérieure (28).
10. Ensemble d'un modèle multi-pales (20) en matériau éliminable pour un distributeur et d'un élément de maintien (44), le modèle multipales (20) en matériau éliminable comprenant au moins deux modèles mono-pale (22) en matériau éliminable comportant chacun une pale (24) s'étendant entre une plateforme intérieure (26) et une plateforme extérieure (28), les modèles mono-pale (22) en matériau éliminable étant assemblés par collage selon une direction d'assemblage pour former le modèle multi-pales (20) comprenant au moins deux pales (24), une plateforme intérieure (40) et une plateforme extérieure (42), l'élément de maintien (44) étant collé, selon une direction perpendiculaire à la direction 5 d'assemblage, sur un côté latéral libre (40C, 40D) de la plateforme intérieure (40) et un côté latéral libre (42C, 42D) de la plateforme extérieure (42) du modèle multi-pales (20), de manière à maintenir un espacement prédéterminé entre la plateforme intérieure (40) et la plateforme extérieure (42).
1/3
2/3
3/3
I____I
106
FIG.6
Γ 108 Ί
I____I
112
ΓΙ FIG.7
114
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE irai — I INSTITUT NATIONAL
DE LA PROPRIÉTÉ
INDUSTRIELLE
RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
N° d'enregistrement national
FA 850572
FR 1850283
EPO FORM 1503 12.99 (P04C14)
DOCUMENTS CONSIDÉRÉS COMME PERTINENTS Revend ication(s) concernée(s) Classement attribué à l'invention par ΙΊΝΡΙ Catégorie Citation du document avec indication, en cas de besoin, des parties pertinentes X Y X X Y Y GB 2 053 757 A (ROLLS ROYCE) 11 février 1981 (1981-02-11) * page 1, ligne 67 - page 1, ligne 103 * * figure 1 * US 4 464 094 A (GERKEN JOHN M [US]) 7 août 1984 (1984-08-07) * colonne 5, ligne 49 - colonne 6, ligne 12 * * colonne 8, ligne 31 - colonne 9, ligne 5 * * figures 1-6 * CN 204 182 860 U (SHENYANG LIMING AERO ENGINE) 4 mars 2015 (2015-03-04) * traduction automatique; page 1, alinéa 1; figures 7,8 * * traduction automatique; page 2, alinéa 2 - page 2, alinéa 3 * * traduction automatique; page 4, alinéa 1 * * traduction automatique; page 6, alinéa dernier * US 2014/262115 Al (HANRAHAN MICHAEL R [US] ET AL) 18 septembre 2014 (2014-09-18) * alinéa [0036] * * alinéa [0039] * * figure 9 * US 3 848 654 A (BOYLE J ET AL) 19 novembre 1974 (1974-11-19) * colonne 2, ligne 39 - colonne 2, ligne 48 * * colonne 4, ligne 11 - colonne 4, ligne 14 * * colonne 5, ligne 29 - colonne 5, ligne 40 * * figures 1-9 * 9 1-8,10 10 10 1-8,10 1-8,10 B23P15/04 DOMAINES TECHNIQUES RECHERCHÉS (IPC) B22C C22C Date d'achèvement de la recherche Examinateur 3 juillet 2018 Desvignes, Rémi CATÉGORIE DES DOCUMENTS CITÉS T : théorie ou principe à la base de l'invention E : document de brevet bénéficiant d'une date antérieure X : particulièrement pertinent à lui seul à la date de dépôt et qui n'a été publié qu'à cette date Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un de dépôt ou qu'à une date postérieure. autre document de la même catégorie D ; cité dans la demande A : arrière-plan technologique L : cité pour d'autres raisons O : divulaation non-écrite P : document intercalaire & : membre de la même famille, document correspondant
ANNEXE AU RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE
RELATIF A LA DEMANDE DE BREVET FRANÇAIS NO. FR 1850283 FA 850572
La présente annexe indique les membres de la famille de brevets relatifs aux documents brevets cités dans le rapport de recherche préliminaire visé ci-dessus.
Les dits membres sont contenus au fichier informatique de l'Office européen des brevets à la date duU3“U/“2ülo
Les renseignements fournis sont donnés à titre indicatif et n'engagent pas la responsabilité de l'Office européen des brevets, ni de l'Administration française
Document brevet cité au rapport de recherche Date de publication Membre(s) de la famille de brevet(s) Date de publication GB 2053757 A 11-02-1981 AUCUN US 4464094 A 07-08-1984 CA 1141670 A 22-02 1983 DE 3071675 DI 04-09 1986 EP 0018806 Al 12-11 1980 IL 59741 A 30-03 1984 JP H0156243 B2 29-11 1989 JP S55148902 A 19-11 1980 US 4464094 A 07-08 1984 CN 204182860 U 04-03-2015 AUCUN US 2014262115 Al 18-09-2014 BR 112015023354 A2 18-07 2017 CA 2902020 Al 02-10 2014 CN 105121057 A 02-12 2015 EP 2953746 Al 16-12 2015 HK 1218897 Al 17-03 2017 JP 6170611 B2 26-07 2017 JP 2016510696 A 11-04 2016 KR 20150123280 A 03-11 2015 US 2014262115 Al 18-09 2014 WO 2014158359 Al 02-10 2014 US 3848654 A 19-11-1974 AUCUN
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