FR3131702A1 - Assembly for making a molding in removable material of a turbine engine blade - Google Patents
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- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
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Abstract
Ensemble pour la réalisation d’un moulage en matériau éliminable d’une aube de turbomachine comprenant un moule d’injection dudit matériau éliminable dans lequel un premier élément de noyau (22) et un second élément noyau (21) sont aptes à venir se monter dans une position prédéterminée de moulage, les premier et second éléments noyaux (21, 22) s’étendant selon une première direction (Z), le moule comprenant :- une première face (20) pour le moulage d’une face intrados de l’aube et une seconde face pour le moulage d’une face extrados de l’aube agencée en vis-à-vis de la première face selon une deuxième direction (Y) perpendiculaire à la première direction (Z), - des organes de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f, P6’f) en position des noyaux dans le moule d’injection, caractérisé en ce que la première face de moulage (20) comprend au moins un premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) s’étendant depuis la première face de moulage (20) selon la deuxième direction (Y), ledit premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) comprenant un premier point d’appui sur une première surface d’appui d’un élément de noyau (21, 22), la première surface d’appui s’étendant contre l’élément de noyau (21, 22), pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction (Y). Figure de l’abrégé : Figure 1Assembly for producing a molding in removable material of a turbine engine blade comprising a mold for injecting said removable material in which a first core element (22) and a second core element (21) are capable of being mounted in a predetermined molding position, the first and second core elements (21, 22) extending in a first direction (Z), the mold comprising:- a first face (20) for molding an underside face of the blade and a second face for molding an extrados face of the blade arranged opposite the first face in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (Z), - holding members (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f, P6'f) in position of the cores in the injection mould, characterized in that the first molding face (20) comprises at least one first holding member ( P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) extending from the first molding face (20) in the second direction (Y), said first holding member (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) comprising a first bearing point on a first bearing surface of a core element (21, 22), the first bearing surface extending against the core element ( 21, 22), for holding said core element in position in the second direction (Y). Abstract Figure: Figure 1
Description
La présente divulgation relève du domaine des aubages de turbomachine, celui en particulier des aubages obtenus par coulée d’un alliage en fusion dans un moule selon la technique de fonderie en matériau éliminable, tel que par exemple la cire perdue.The present disclosure relates to the field of turbomachine blades, in particular blades obtained by casting a molten alloy in a mold using the casting technique in removable material, such as for example lost wax.
Classiquement, la technique de fonderie à cire perdue consiste en premier lieu à réaliser un modèle en cire, ou en tout autre matériau facilement éliminable par la suite, de la pièce à réaliser ; ce modèle comprend une pièce interne formant un noyau en céramique qui figure les cavités que l’on souhaite voir apparaitre à l’intérieur de l’aubage. Le modèle en cire est ensuite trempé plusieurs fois dans des barbotines constituées d’une suspension de particules céramiques pour confectionner, par des opérations dites de stucage et de séchage, un moule carapace.Classically, the lost wax casting technique consists first of all in making a model in wax, or in any other material that can subsequently be easily removed, of the part to be produced; this model includes an internal part forming a ceramic core which represents the cavities that we wish to see appear inside the blade. The wax model is then dipped several times in slips made of a suspension of ceramic particles to make, through operations called stuccoing and drying, a shell mold.
On procède ensuite au décirage du moule carapace, qui est une opération par laquelle on élimine de la carapace la cire ou le matériau constituant le modèle d'origine. Après cette élimination, on obtient un moule céramique dont la cavité reproduit toutes les formes de l'aube et qui renferme encore le noyau céramique destiné à générer les cavités internes de celle-ci. Le moule subit ensuite un traitement thermique à haute température ou « cuisson » qui lui confère les propriétés mécaniques nécessaires.We then proceed to dewax the shell mold, which is an operation by which the wax or the material constituting the original model is removed from the shell. After this elimination, we obtain a ceramic mold whose cavity reproduces all the shapes of the blade and which still contains the ceramic core intended to generate the internal cavities thereof. The mold then undergoes a heat treatment at high temperature or “baking” which gives it the necessary mechanical properties.
Le moule carapace est alors prêt pour la fabrication de la pièce métallique par coulée. Après contrôle de l'intégrité interne et externe du moule carapace, l'étape suivante consiste à couler un métal en fusion, qui vient occuper les vides entre la paroi intérieure du moule carapace et le noyau, puis à le solidifier. Dans le domaine de la fonderie à cire perdue, on distingue actuellement plusieurs techniques de solidification, et plusieurs techniques de coulée, selon la nature de l'alliage et les propriétés attendues de la pièce résultant de la coulée. Il peut s'agir de solidification dirigée à structure colonnaire (DS), de solidification dirigée à structure monocristalline (SX) ou de solidification équiaxe (EX).The shell mold is then ready for manufacturing the metal part by casting. After checking the internal and external integrity of the shell mold, the next step consists of pouring a molten metal, which fills the voids between the interior wall of the shell mold and the core, then solidifying it. In the field of lost wax casting, there are currently several solidification techniques, and several casting techniques, depending on the nature of the alloy and the expected properties of the part resulting from casting. It can be directed solidification with columnar structure (DS), directed solidification with single crystal structure (SX) or equiaxed solidification (EX).
Après la coulée de l'alliage, on casse la carapace par une opération de décochage. Au cours d'une autre étape, on élimine chimiquement le noyau céramique qui est resté enfermé dans l'aube obtenue. L'aube métallique obtenue subit ensuite des opérations de parachèvement qui permettent d'obtenir la pièce finie.After casting the alloy, the shell is broken by a shaking operation. During another step, the ceramic core which remains enclosed in the blade obtained is chemically eliminated. The metal blade obtained then undergoes finishing operations which make it possible to obtain the finished part.
Des exemples de réalisation d'aubes de turbine par la technique de fonderie à la cire perdue sont donnés dans les demandes de brevets FR2875425 et FR2874186 de la demanderesse.Examples of producing turbine blades using the lost wax casting technique are given in patent applications FR2875425 and FR2874186 of the applicant.
Pour former le modèle en cire de l'aube on utilise un outillage, ou moule d'injection cire, dans lequel on place le noyau puis on injecte la cire liquide par un canal prévu à cet effet.To form the wax model of the blade we use a tool, or wax injection mold, in which the core is placed and then the liquid wax is injected through a channel provided for this purpose.
La recherche de performances accrues des moteurs implique notamment un refroidissement plus efficace des aubes de turbine situées immédiatement en aval de la chambre de combustion. Cette exigence nécessite la formation à l’intérieur de ces aubes de cavités internes de circulation du fluide de refroidissement plus élaborées. Ces aubes présentent la particularité d’avoir plusieurs parois métalliques et requièrent donc la fabrication de noyaux céramiques de plus en plus complexes.The search for increased engine performance notably involves more efficient cooling of the turbine blades located immediately downstream of the combustion chamber. This requirement requires the formation inside these blades of more elaborate internal cooling fluid circulation cavities. These blades have the particularity of having several metal walls and therefore require the manufacture of increasingly complex ceramic cores.
En raison de la complexité des cavités de refroidissement à former avec leurs cloisons de séparation, et de leur agencement, une solution consiste à réaliser le noyau en plusieurs parties que l’on assemble et colle. Les noyaux élémentaires sont généralement liés entre eux au niveau du pied et du sommet. Il s'agit en effet de maîtriser l’épaisseur des parois et des cloisons formées au moment de la coulée, sans pour autant affecter la géométrie des futures cavités. L'assemblage doit permettre au noyau de supporter les contraintes subies lors des étapes d'injection de la cire, de décirage puis de la coulée.Due to the complexity of the cooling cavities to be formed with their separation walls, and their arrangement, one solution consists of making the core in several parts which are assembled and glued. The elementary nuclei are generally linked together at the foot and top. It is in fact a question of controlling the thickness of the walls and partitions formed at the time of casting, without affecting the geometry of the future cavities. The assembly must allow the core to withstand the stresses experienced during the wax injection, dewaxing and then casting stages.
Il convient ainsi de placer les différentes parties du noyau de façon très précise les unes relativement aux autres dans le moule d'injection de cire et de garantir un maintien des positions relatives des différentes parties du noyau. Le maintien des différentes parties du noyau tel que proposé dans la technique actuelle consiste à relier fixement ces parties ou éléments de noyaux à la carapace céramique.It is therefore necessary to place the different parts of the core very precisely relative to each other in the wax injection mold and to guarantee that the relative positions of the different parts of the core are maintained. Maintaining the different parts of the core as proposed in the current technique consists of fixedly connecting these parts or core elements to the ceramic shell.
Dans le cadre de la conception d’une nouvelle aube à cavités complexes, la solution retenue consiste à réaliser le noyau en deux parties, notamment en raison de la complexité des cavités formant le circuit de refroidissement et des difficultés rencontrées au démoulage du noyau de son moule d’injection. Mais en raison des dimensions trop faible des parties de noyau, et de leur géométrie complexe, il est impossible de réaliser une liaison entre ces parties de noyau, par exemple par collage, de sorte à positionner ensuite le noyau avec ses parties assemblées dans un outillage d’injection cire comprenant un système de positionnement isostatique classique à six points d’appui.As part of the design of a new blade with complex cavities, the solution chosen consists of making the core in two parts, in particular due to the complexity of the cavities forming the cooling circuit and the difficulties encountered in demoulding the core from its injection mold. But due to the too small dimensions of the core parts, and their complex geometry, it is impossible to make a connection between these core parts, for example by gluing, so as to then position the core with its assembled parts in a tool wax injection system comprising a classic isostatic positioning system with six support points.
Une difficulté rencontrée est double car elle consiste d’une part à positionner très précisément les différentes parties du noyau dans le moule d'injection de cire et d’autre part à positionner les différentes parties du noyau l’une par rapport à l’autre. En effet, les deux parties ne peuvent pas comprendre chacune leur propre système de positionnement isostatique classique à six points d’appui par rapport au moule, car ceci doublerait le nombre d’appui à intégrer dans le moule d’injection cire, ce qui en termes de dimension du moule n’est pas envisageable. En outre, les deux parties de noyau étant ponctuellement enchevêtrées, certain points d’isostatisme ne peuvent pas être placés dans le moule d’injection cire. Par conséquent, le simple positionnement des noyaux par rapport au moule ne peut pas permettre un positionnement complet des noyaux l’un par rapport à l’autre.A difficulty encountered is twofold because it consists on the one hand of very precisely positioning the different parts of the core in the wax injection mold and on the other hand of positioning the different parts of the core relative to each other. . Indeed, the two parts cannot each include their own classic isostatic positioning system with six points of support relative to the mold, because this would double the number of supports to be integrated into the wax injection mold, which terms of mold dimension is not possible. In addition, the two parts of the core being occasionally entangled, certain isostatism points cannot be placed in the wax injection mold. Consequently, the simple positioning of the cores relative to the mold cannot allow complete positioning of the cores relative to each other.
On comprend donc qu’il est souhaitable de réaliser une fixation différente des noyaux entre eux dans le moule d’injection cire.We therefore understand that it is desirable to achieve a different fixing of the cores to each other in the wax injection mold.
L’invention a notamment pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique aux problèmes de l’art antérieur décrit précédemment.The invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to the problems of the prior art described above.
A cet effet, la présente divulgation propose un ensemble pour la réalisation d’un moulage en matériau éliminable d’une aube de turbomachine comprenant un moule d’injection dudit matériau éliminable dans lequel un premier élément de noyau et un second élément noyau sont aptes à venir se monter dans une position prédéterminée de moulage, les premier et second éléments noyaux s’étendant selon une première direction, le moule comprenant :
- une première face pour le moulage d’une face intrados de l’aube et une seconde face pour le moulage d’une face extrados de l’aube agencée en vis-à-vis de la première face selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction,
- des organes de maintien en position des noyaux dans le moule d’injection,
dans lequel la première face de moulage comprend au moins un premier organe de maintien s’étendant depuis la première face de moulage selon la deuxième direction (Y), ledit premier organe de maintien comprenant un premier point d’appui sur une première surface d’appui d’un élément de noyau, la première surface d’appui s’étendant contre l’élément de noyau, pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction.For this purpose, the present disclosure proposes an assembly for producing a molding in removable material of a turbomachine blade comprising an injection mold of said removable material in which a first core element and a second core element are capable of come to mount in a predetermined molding position, the first and second core elements extending in a first direction, the mold comprising:
- a first face for molding an intrados face of the blade and a second face for molding an extrados face of the blade arranged opposite the first face in a second direction perpendicular to the first direction,
- members for holding the cores in position in the injection mold,
in which the first molding face comprises at least one first holding member extending from the first molding face in the second direction (Y), said first holding member comprising a first point of support on a first surface of support of a core element, the first support surface extending against the core element, for maintaining said core element in position in the second direction.
Alternativement ou au surplus, l’ensemble peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- la première face de moulage comprend trois premiers organes de maintien pour le premier élément de noyau et trois premiers organes de maintien pour le second élément de noyau ;
- chaque élément de noyau s’étendant, selon la première direction, entre un pied et une tête, dans lequel, pour chaque élément de noyau, selon la première direction, un parmi les trois premiers organes de maintien est agencé plus éloigné du pied que de la tête par rapport aux deux autres premiers organes de maintien parmi les trois premiers organes de maintien ;
- chaque pied d’élément de noyau comprend une extrémité libre, les extrémités libres se chevauchant par complémentarité de forme, au moins partiellement ;
- les deux autres premiers organes de maintien sont agencés à proximité de l’extrémité libre des pieds des premier et second élément de noyau ;
- la première face de moulage comprend au moins un deuxième organe de maintien s’étendant depuis la première face du moule, ledit deuxième organe de maintien comprenant un deuxième point d’appui sur une deuxième surface d’appui d’un élément de noyau, la deuxième surface d’appui s’étendant parallèlement à la première direction, pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la première direction ;
- le deuxième organe de maintien du premier élément de noyau s’étend depuis la première face de moulage, selon la deuxième direction ;
- le deuxième organe de maintien du second élément de noyau s’étend depuis la première face de moulage, selon la deuxième direction ;
- le deuxième organe de maintien du second élément de noyau s’étend depuis la première face de moulage, selon une troisième direction perpendiculaire à la première et à la deuxième direction ;
- l’ensemble comprend en outre deux organes de maintien supplémentaires, lesdits organes de maintien supplémentaires étant communs aux premier et second élément de noyau, et dans lequel : - les trois premiers organes de maintien du premier élément de noyau, le deuxième organe de maintien du premier élément de noyau et les deux organes de maintien supplémentaires forment un premier référentiel de positionnement du premier élément de noyau dans le moule d’injection, et - les trois premiers organes de maintien du second élément de noyau, le deuxième organe de maintien du second élément de noyau et les deux organes de maintien supplémentaires forment un second référentiel de positionnement du second élément de noyau dans le moule d’injection.Alternatively or additionally, the assembly may include the following characteristics, taken alone or in combination:
- the first molding face comprises three first holding members for the first core element and three first holding members for the second core element;
- each core element extending, in the first direction, between a foot and a head, in which, for each core element, in the first direction, one among the first three holding members is arranged further from the foot than of the head relative to the other two first holding members among the first three holding members;
- each core element foot comprises a free end, the free ends overlapping by complementarity of shape, at least partially;
- the two other first holding members are arranged near the free end of the feet of the first and second core element;
- the first molding face comprises at least a second holding member extending from the first face of the mold, said second holding member comprising a second support point on a second support surface of a core element, the second support surface extending parallel to the first direction, for maintaining said core element in position in the first direction;
- the second member for holding the first core element extends from the first molding face, in the second direction;
- the second member for holding the second core element extends from the first molding face, in the second direction;
- the second member for holding the second core element extends from the first molding face, in a third direction perpendicular to the first and the second direction;
- the assembly further comprises two additional holding members, said additional holding members being common to the first and second core element, and in which: - the first three holding members of the first core element, the second holding member of the first core element and the two additional holding members form a first reference frame for positioning the first core element in the injection mold, and - the first three holding members of the second core element, the second holding member of the second core element and the two additional holding members form a second reference frame for positioning the second core element in the injection mold.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé pour la réalisation d’un moulage en matériau éliminable d’une aube de turbomachine, le procédé comprenant :
- fournir un premier élément de noyau et un second élément noyau, lesdits éléments de noyau s’étendant selon une première direction,
- fournir un moule d’injection dudit matériau éliminable ;
le moule comprenant :
- une première face pour le moulage d’une face intrados de l’aube et une seconde face pour le moulage d’une face extrados de l’aube agencée en vis-à-vis de la première face selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction,
- des organes de maintien en position des noyaux dans le moule d’injection, parmi lesquels au moins un premier organe de maintien s’étend depuis la première face de moulage selon la deuxième direction pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction
le procédé comprenant l’étape: positionner le premier élément de noyau et le second élément de noyau sur la première face de moulage de sorte que le premier organe de maintien présente un premier point d’appui sur une première surface d’appui d’un élément de noyau, la première surface d’appui s’étendant la première surface d’appui s’étendant contre l’élément de noyau, pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction.According to another aspect, a method is proposed for producing a molding in removable material of a turbomachine blade, the method comprising:
- provide a first core element and a second core element, said core elements extending in a first direction,
- provide an injection mold for said removable material;
the mold comprising:
- a first face for molding an intrados face of the blade and a second face for molding an extrados face of the blade arranged opposite the first face in a second direction perpendicular to the first direction,
- members for holding the cores in position in the injection mold, among which at least one first holding member extends from the first molding face in the second direction for holding said core element in position along the second direction
the method comprising the step: positioning the first core element and the second core element on the first molding face so that the first holding member has a first support point on a first support surface of a core element, the first support surface extending the first support surface extending against the core element, for maintaining said core element in position in the second direction.
Le procédé décrit ci-avant peut en outre comprendre l’étape :
fermer le moule en positionnant sur les éléments de noyau la seconde face de moulage, la seconde face de moulage comprenant au moins un organe de maintien complémentaire au premier organe de maintien de la première face de moulage.The method described above may also comprise the step:
close the mold by positioning the second molding face on the core elements, the second molding face comprising at least one holding member complementary to the first holding member of the first molding face.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages will appear on reading the detailed description below, and on analyzing the attached drawings, in which:
Les termes « amont » et « aval » sont par la suite définis par rapport au sens d’écoulement des gaz au travers une turbomachine, indiqué par la flèche F sur la
La
Les noyaux 21, 22 s’étendent selon trois directions perpendiculaires deux à deux, une première direction Z, ci-après désignée direction longitudinale Z correspondant sur l’aube finale à la direction longitudinale reliant le pied au sommet de l’aube, une deuxième direction Y, ci-après dénommée direction transverse Y, traversant les faces d’intrados et d’extrados de l’aube, et une troisième direction X, ci-après direction axiale X correspondant sur l’aube finale à la direction amont/aval (flèche F). Sur la
Le noyau de bord de fuite 21 comprend en outre un cran 32 sur son bord aval 30. Le cran 32 est agencé dans la zone de tête 25a. Le cran 32 est de forme sensiblement en U, orienté de sorte que l’ouverture de la concavité du U est orientée dans la direction axiale X.The trailing edge core 21 further comprises a notch 32 on its downstream edge 30. The notch 32 is arranged in the head zone 25a. The notch 32 is substantially U-shaped, oriented so that the opening of the concavity of the U is oriented in the axial direction X.
La
En particulier, les organes de maintien P1a, P1f, P2a, P2f, P3a et P3f (ou premiers organes de maintien) permettent le maintien en position suivant la direction transverse Y, du noyau de bord d’attaque 22 ou du noyau de bord de fuite 21, ou des deux noyaux 21,22. Les organes de maintien P1a, P2a, et P3a sont prévus pour le maintien en position suivant la direction transverse Y du noyau de bord d’attaque 22. Les organes de maintien P1f, P2f, et P3f sont prévus pour le maintien en position suivant la direction transverse Y du noyau de bord de fuite 21. Chacun des organes de maintien P1a, P1f, P2a, P2f, P3a et P3f s’étend depuis la première face de moulage 20, suivant la direction transverse Y. Chacun de ces organes est en appui contre un des deux noyaux, ce qui empêche le mouvement des noyaux selon la direction transverse Y.In particular, the holding members P1a, P1f, P2a, P2f, P3a and P3f (or first holding members) allow the leading edge core 22 or the leading edge core 22 to be maintained in position in the transverse direction Y. leak 21, or two cores 21,22. The holding members P1a, P2a, and P3a are provided for holding in position along the transverse direction Y of the leading edge core 22. The holding members P1f, P2f, and P3f are provided for holding in position following the transverse direction Y of the trailing edge core 21. Each of the holding members P1a, P1f, P2a, P2f, P3a and P3f extends from the first molding face 20, in the transverse direction Y. Each of these members is in support against one of the two cores, which prevents the movement of the cores in the transverse direction Y.
En particulier, les organes de maintien P1a, P2a, P2f et P1f sont agencés dans la zone de pied 26a, 26f des noyaux. Ces organes de maintien P1a, P2a, P2f et P1f sont alignés selon la direction axiale X. Les organes de maintien P1a, P2a, P2f et P1f sont agencés à proximité de l’extrémité libre 31a, 31f des noyaux. En d’autres termes les organes de maintien P1a, P2a, P2f et P1f sont agencés hors de l’extrémité libre des noyaux, mais dans la zone de pied 26a, 26f des noyaux. Les organes de maintien P1a, P2a, P2f et P1f se terminent par une surface d’appui pour le noyau respectif, chacune de ces surfaces d’appui étant sensiblement plane. En outre, chacune de ces surfaces d’appui est sensiblement perpendiculaire à la direction transverse Y. Ces surfaces sont par ailleurs situées hors zone fonctionnelle.In particular, the holding members P1a, P2a, P2f and P1f are arranged in the foot zone 26a, 26f of the cores. These holding members P1a, P2a, P2f and P1f are aligned in the axial direction X. The holding members P1a, P2a, P2f and P1f are arranged near the free end 31a, 31f of the cores. In other words the holding members P1a, P2a, P2f and P1f are arranged outside the free end of the cores, but in the foot zone 26a, 26f of the cores. The holding members P1a, P2a, P2f and P1f end in a support surface for the respective core, each of these support surfaces being substantially flat. In addition, each of these support surfaces is substantially perpendicular to the transverse direction Y. These surfaces are also located outside the functional zone.
Les organes de maintien P3a et P3f sont agencés dans la zone de tête 26a, 26f des noyaux. L’organe de maintien P3a et l’organe de maintien P3f sont décalés selon la direction longitudinale Z. En d’autres termes les organes de maintien P3a et P3f ne sont pas alignés selon la direction axiale X. Les organes de maintien P3a et P3f se terminent par une surface d’appui pour le noyau respectif, chacune de ces surfaces d’appui suivant la forme de la zone de contact du noyau. En d’autres termes, pour un maintien optimal, les surfaces d’appui des organes de maintien P3a et P3f épousent la forme de la surface de la zone du noyau avec laquelle elles sont en contact.The holding members P3a and P3f are arranged in the head zone 26a, 26f of the cores. The holding member P3a and the holding member P3f are offset in the longitudinal direction Z. In other words the holding members P3a and P3f are not aligned in the axial direction X. The holding members P3a and P3f end with a support surface for the respective core, each of these support surfaces following the shape of the contact zone of the core. In other words, for optimal support, the bearing surfaces of the holding members P3a and P3f match the shape of the surface of the core zone with which they are in contact.
Alternativement et au surplus, la seconde face de moulage peut comprendre des organes de maintien semblables aux organes de maintien décrits ci-avant, de sorte à bloquer les noyaux en position selon la direction transversale Y.Alternatively and in addition, the second molding face may comprise holding members similar to the holding members described above, so as to lock the cores in position in the transverse direction Y.
La première face de moulage 20 peut en outre comprendre les organes de maintien P6a et P6f (ou deuxième organe de maintien). Les organes de maintien P6a et P6f permettent le maintien en position suivant la direction longitudinale Z par exemple du noyau de bord d’attaque 22 ou du noyau de bord de fuite 21. Chacun de ces organes est en appui contre respectivement le noyau de bord d’attaque 22, et le noyau de bord de fuite 21, ce qui empêche le mouvement des noyaux selon la direction longitudinale Z. L’organe de maintien P6a est prévu par exemple pour le maintien en position suivant la direction longitudinale Z du noyau de bord d’attaque 22. L’organe de maintien P6a s’étend depuis la première face de moulage, suivant la direction transverse Y. L’organe de maintien P6a est en appui contre la paroi inférieure de la découpe 272a du noyau de bord d’attaque 22. L’organe de maintien P6f est prévu par exemple pour le maintien en position suivant la direction longitudinale Z du noyau de bord de fuite 21. L’organe de maintien P6f s’étend depuis la première face de moulage, suivant la direction axiale X, dans le sens de l’aval vers l’amont. L’organe de maintien P6f vient en appui dans le cran 32 du bord aval 30 du noyau de bord de fuite 21.The first molding face 20 may further comprise the holding members P6a and P6f (or second holding member). The holding members P6a and P6f allow the leading edge core 22 or the trailing edge core 21 to be maintained in position in the longitudinal direction Z, for example. Each of these members bears against the edge core d respectively. attack 22, and the trailing edge core 21, which prevents the movement of the cores in the longitudinal direction Z. The holding member P6a is provided for example for maintaining position in the longitudinal direction Z of the edge core attack member 22. The holding member P6a extends from the first molding face, in the transverse direction Y. The holding member P6a bears against the lower wall of the cutout 272a of the edge core. attack 22. The holding member P6f is provided for example for maintaining in position along the longitudinal direction Z of the trailing edge core 21. The holding member P6f extends from the first molding face, following the direction axial X, in the direction from downstream to upstream. The holding member P6f rests in the notch 32 of the downstream edge 30 of the trailing edge core 21.
Alternativement, on peut prévoir un organe de maintien P6’f au lieu de l’organe de maintien P6f. L’organe de maintien P6’f est prévu pour le maintien en position suivant la direction longitudinale Z du noyau de bord de fuite 21. L’organe de maintien P6’f s’étend depuis la première face de moulage 20, suivant la direction transverse Y. L’organe de maintien P6’f est en appui contre la paroi inférieure de découpe 272f du noyau de bord de fuite 21. En outre, les organes de maintien P6a et P6’f sont agencés de sorte que les découpes des deux noyaux sont sensiblement alignées selon la direction axiale X.Alternatively, we can provide a holding member P6'f instead of the holding member P6f. The holding member P6'f is provided for maintaining the trailing edge core 21 in position along the longitudinal direction Z. The holding member P6'f extends from the first molding face 20, following the direction transverse Y. The holding member P6'f bears against the lower cutout wall 272f of the trailing edge core 21. In addition, the holding members P6a and P6'f are arranged so that the cutouts of the two cores are substantially aligned in the axial direction
Un seul des deux organes de maintien P6f et P6’f est utilisé pour la réalisation du moulage cire, pour positionner le noyau de bord de fuite 21 selon la direction longitudinale Z. Selon l’organe de maintien utilisé P6f ou P6’f, l’organe de maintien non utilisé est retiré de la surface de moulage afin de ne pas créer un système hyperstatique. Le choix d’utiliser un point ou l’autre dépend de la répartition de la dilatation des deux noyaux recherchée au cours de la coulée de l’alliage.Only one of the two holding members P6f and P6'f is used to produce the wax molding, to position the trailing edge core 21 in the longitudinal direction Z. Depending on the holding member used P6f or P6'f, the The unused holding member is removed from the molding surface so as not to create a hyperstatic system. The choice of using one point or the other depends on the distribution of the expansion of the two cores sought during the casting of the alloy.
En effet, l’organe de maintien P6 permet de répartir la dilatation du noyau de bord de fuite 21 dans la direction longitudinale Z, vers la tête 25f et vers le pied 26f, en évitant d’avoir une différence de longueur trop importante avec le noyau de bord d’attaque 22, notamment en cas de dilatations très différentes entre les deux noyaux. D’autre part, l’organe de maintien P6’f est avantageusement utilisé de sorte à maitriser le dimensionnel d’une paroi dite de fond de baignoire présente dans l’aube finale. La paroi de fond de baignoire est matérialisée par les découpes 27a, 27f des noyaux, qui forment une portion remplie de matière dans l’aube finale. Le fond de baignoire est sensiblement plan, et s’étend selon la direction transverse Y et la direction axiale X. Du fait que les noyaux ne se touchent pas, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas au contact l’un de l’autre, une portion de matière, dit muret de fond de baignoire sépare le fond de baignoire en deux parties, agencés à des niveaux différents selon la direction longitudinale Z. Le muret 26 s’étend selon la direction longitudinale Z, depuis le fond de baignoire 24. La hauteur du muret, la direction longitudinale Z, est une caractéristique qui doit être maitrisée afin de répondre aux performances aérodynamiques de l’aube. Il est souhaitable en effet que la hauteur du muret soit la plus petite possible, de sorte à éviter au maximum une différence de niveau trop importante entre les parties du fond de baignoire. Par conséquent, l’organe de maintien P6’f, associé à l’organe de maintien P6a, place selon le même plan les découpes 27a et 27f des noyaux, ce qui permet d’obtenir deux parties de fond de baignoire sensiblement dans le même plan perpendiculaire à la direction longitudinale Z.Indeed, the holding member P6 makes it possible to distribute the expansion of the trailing edge core 21 in the longitudinal direction Z, towards the head 25f and towards the foot 26f, avoiding having too great a difference in length with the leading edge core 22, particularly in the event of very different expansions between the two cores. On the other hand, the holding member P6'f is advantageously used so as to control the dimensions of a so-called bathtub bottom wall present in the final blade. The bottom wall of the bathtub is materialized by the cutouts 27a, 27f of the cores, which form a portion filled with material in the final blade. The bottom of the bathtub is substantially planar, and extends in the transverse direction Y and the axial direction one from the other, a portion of material, called the bathtub bottom wall, separates the bathtub bottom into two parts, arranged at different levels in the longitudinal direction Z. The wall 26 extends in the longitudinal direction Z, from the bottom of the bathtub 24. The height of the wall, the longitudinal direction Z, is a characteristic which must be controlled in order to meet the aerodynamic performance of the blade. It is indeed desirable that the height of the wall is as small as possible, so as to avoid as much as possible a too significant difference in level between the parts of the bathtub base. Consequently, the holding member P6'f, associated with the holding member P6a, places the cutouts 27a and 27f of the cores in the same plane, which makes it possible to obtain two bathtub bottom parts substantially in the same plane. plane perpendicular to the longitudinal direction Z.
La première face de moulage comprend en outre les organes de maintien P4 et P5 (ou organes de maintien supplémentaires). Les organes de maintien P4 et P5 permettent le maintien en position suivant la direction axiale X du noyau de bord d’attaque 22 ou du noyau de bord de fuite 21, ou des deux noyaux 21,22. Les organes de maintien P4 et P5 sont des organes de maintien commun aux deux noyaux de bord d’attaque 22 et de bord de fuite 21. Les organes de maintien P4 et P5 comprennent à cet effet chacun un premier point d’appui sur le noyau de bord d’attaque et un second point d’appui sur le noyau de bord de fuite. Les organes de maintien P4 et P5 bloquent ensemble la rotation des noyaux autour de l’axe transverse Y. Chacun des organes de maintien P4 et P5 s’étend depuis la première face de moulage, suivant la direction transverse Y.The first molding face further comprises the holding members P4 and P5 (or additional holding members). The holding members P4 and P5 allow the leading edge core 22 or the trailing edge core 21, or the two cores 21,22, to be held in position in the axial direction X. The holding members P4 and P5 are holding members common to the two leading edge 22 and trailing edge 21 cores. The holding members P4 and P5 each comprise for this purpose a first point of support on the core leading edge and a second support point on the trailing edge core. The holding members P4 and P5 together block the rotation of the cores around the transverse axis Y. Each of the holding members P4 and P5 extends from the first molding face, in the transverse direction Y.
Les figures 7, 8 illustrent des exemples de réalisation d’un organe de maintien, dans une vue en coupe selon la direction axiale X. La
L’organe de maintien P4 peut être agencé dans la zone de tête 25a, 25f. L’organe de maintient P5 peut être agencé dans la zone de pied 26a, 26f, à la jonction avec l’extrémité libre 31a, 31f. Les organes de maintien P4 et P5 peuvent en outre être alignés selon la direction longitudinale Z. Les organes de maintien P4 et P5 sont par ailleurs agencés dans une zone non fonctionnelle, c’est-à-dire hors pièce.The holding member P4 can be arranged in the head zone 25a, 25f. The holding member P5 can be arranged in the foot zone 26a, 26f, at the junction with the free end 31a, 31f. The holding members P4 and P5 can also be aligned in the longitudinal direction Z. The holding members P4 and P5 are also arranged in a non-functional zone, that is to say outside the room.
L’organe de maintien P4 est visible à la
L’organe de maintien P5 est visible à la
En outre, l’organe de maintien P4 et/ou l’organe de maintien P5 peut être mobile entre une position de maintien, et une position rétractée. Dans la position de maintien, visible aux
Alternativement, l’organe de maintien P4 et/ou l’organe de maintien P5 peuvent comprendre en outre un moyen d’espacement D4, D5 entre leur premier et second points d’appui. Le moyen d’espacement garanti un espacement (ou écartement) d’une distance d’espacement constante entre les premier et second points d’appui, la distance d’espacement étant mesurée par exemple selon la direction axiale X. Plus précisément, le moyen d’espacement D4, D5 maintient écartés l’un de l’autre les deux noyaux, sans que ceux-ci soient en contact, c’est-à-dire sans que les noyaux se touchent. Etant donné que les noyaux s’étendent selon les trois directions de l’espace, la distance d’espacement peut être mesurée selon la direction longitudinale Z ou la direction transversale Y. Un moyen d’espacement est par exemple matérialisé par le diamètre de l’organe de maintien. L’organe de maintien peut par exemple avoir un diamètre constant sur toute sa longueur. Selon un autre exemple, l’organe de maintien peut avoir un diamètre plus petit vers son extrémité libre, et un diamètre plus grand vers sa base (c’est-à-dire du côté de la première face de moulage).Alternatively, the holding member P4 and/or the holding member P5 may further comprise a spacing means D4, D5 between their first and second support points. The spacing means guarantees a spacing (or spacing) of a constant spacing distance between the first and second support points, the spacing distance being measured for example in the axial direction spacing D4, D5 keeps the two cores spaced apart from each other, without them being in contact, that is to say without the cores touching each other. Given that the cores extend in the three directions of space, the spacing distance can be measured in the longitudinal direction Z or the transverse direction Y. A spacing means is for example materialized by the diameter of the maintaining organ. The holding member can for example have a constant diameter over its entire length. According to another example, the holding member can have a smaller diameter towards its free end, and a larger diameter towards its base (that is to say on the side of the first molding face).
Alternativement, l’organe de maintien P4 et/ou l’organe de maintien P5 peuvent comprendre en outre un moyen de réglage de la position des noyaux dans la première face de moulage. Par exemple, le moyen de réglage est un excentrique, qu’il est possible de faire pivoter autour de la direction transversale Y pour décaler dans le plan formé par les directions transversales et axiales les deux noyaux.Alternatively, the holding member P4 and/or the holding member P5 may further comprise means for adjusting the position of the cores in the first molding face. For example, the adjustment means is an eccentric, which can be rotated around the transverse direction Y to shift the two cores in the plane formed by the transverse and axial directions.
Dans une autre alternative, la première face de moulage 20 peut comprendre en outre des contre-appuis, tels qu’illustrés à la
On décrit à présent un procédé pour la réalisation d’un moulage en matériau éliminable d’une aube de turbomachine, le procédé comprenant :
- fournir le noyau de bord d’attaque 22 et le noyau de bord de fuite 21 ;
- fournir le moule d’injection du matériau éliminable ;
- positionner le noyau de bord d’attaque 22 et le noyau de bord de fuite 21 sur la première face de moulage 20. Dans cette position, le premier organe de maintien présente un premier point d’appui sur une première surface d’appui d’un élément de noyau, la première surface d’appui s’étendant contre le noyau, pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction. En outre, dans cette position, le ou les organes de maintien P4, P5 traverse au moins partiellement les noyaux de bord d’attaque 22 et de bord de fuite 21.We now describe a process for producing a molding of a turbomachine blade in removable material, the process comprising:
- provide the leading edge core 22 and the trailing edge core 21;
- provide the injection mold for the removable material;
- position the leading edge core 22 and the trailing edge core 21 on the first molding face 20. In this position, the first holding member has a first support point on a first support surface d a core element, the first bearing surface extending against the core, for maintaining said core element in position in the second direction. Furthermore, in this position, the holding member(s) P4, P5 at least partially crosses the cores of the leading edge 22 and the trailing edge 21.
Alternativement, le procédé peut comprendre : fermer le moule en positionnant sur les éléments de noyau la seconde face de moulage, avec au moins un organe de maintien complémentaire.Alternatively, the method may comprise: closing the mold by positioning the second molding face on the core elements, with at least one complementary holding member.
Claims (12)
- une première face (20) pour le moulage d’une face intrados de l’aube et une seconde face pour le moulage d’une face extrados de l’aube agencée en vis-à-vis de la première face selon une deuxième direction (Y) perpendiculaire à la première direction (Z),
- des organes de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f, P6’f) en position des noyaux dans le moule d’injection,
caractérisé en ce que la première face de moulage (20) comprend au moins un premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) s’étendant depuis la première face de moulage (20) selon la deuxième direction (Y), ledit premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) comprenant un premier point d’appui sur une première surface d’appui d’un élément de noyau (21, 22), la première surface d’appui s’étendant contre l’élément de noyau (21, 22), pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction (Y).Assembly for producing a molding in removable material of a turbomachine blade comprising an injection mold of said removable material in which a first core element (22) and a second core element (21) are able to be mounted in a predetermined molding position, the first and second core elements (21, 22) extending in a first direction (Z), the mold comprising:
- a first face (20) for molding an intrados face of the blade and a second face for molding an extrados face of the blade arranged opposite the first face in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (Z),
- holding members (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f, P6'f) in the position of the cores in the injection mold,
characterized in that the first molding face (20) comprises at least one first holding member (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) extending from the first molding face (20) in the second direction ( Y), said first holding member (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) comprising a first support point on a first support surface of a core element (21, 22), the first surface support extending against the core element (21, 22), for maintaining said core element in position in the second direction (Y).
- les trois premiers organes de maintien (P1a, P2a, P3a) du premier élément de noyau (22), le deuxième organe de maintien du premier élément de noyau (P6a) et les deux organes de maintien supplémentaires (P4, P5) forment un premier référentiel de positionnement du premier élément de noyau (22) dans le moule d’injection, et
- les trois premiers organes de maintien (P1f, P2f, P3f) du second élément de noyau (21), le deuxième organe de maintien du second élément de noyau (P6f, P6f’) et les deux organes de maintien supplémentaires (P4, P5) forment un second référentiel de positionnement du second élément de noyau (21) dans le moule d’injection.Assembly according to any one of claims 6 to 9, further comprising two additional holding members (P4, P5), said additional holding members (P4, P5) being common to the first and second core elements (22, 21). , and in which:
- the first three holding members (P1a, P2a, P3a) of the first core element (22), the second holding member of the first core element (P6a) and the two additional holding members (P4, P5) form a first reference frame for positioning the first core element (22) in the injection mold, and
- the first three holding members (P1f, P2f, P3f) of the second core element (21), the second holding member of the second core element (P6f, P6f') and the two additional holding members (P4, P5 ) form a second reference frame for positioning the second core element (21) in the injection mold.
- fournir un premier élément de noyau (22) et un second élément noyau (21), lesdits éléments de noyau s’étendant selon une première direction (Z),
- fournir un moule d’injection dudit matériau éliminable ;
le moule comprenant :
- une première face pour le moulage (20) d’une face intrados de l’aube et une seconde face pour le moulage d’une face extrados de l’aube agencée en vis-à-vis de la première face selon une deuxième direction (Y) perpendiculaire à la première direction (Z),
- des organes de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f, P6’f) en position des noyaux dans le moule d’injection, parmi lesquels au moins un premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) s’étend depuis la première face de moulage (20) selon la deuxième direction (Y) pour le maintien en position dudit élément de noyau suivant la deuxième direction (Y)
le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend l’étape: positionner le premier élément de noyau (22) et le second élément de noyau (21) sur la première face de moulage (20) de sorte que le premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) présente un premier point d’appui sur une première surface d’appui d’un élément de noyau (22, 21), la première surface d’appui s’étendant contre l’élément de noyau (21, 22), pour le maintien en position dudit élément de noyau (22, 21) suivant la deuxième direction (Y).Process for producing a molding of a turbomachine blade in removable material, the process comprising:
- providing a first core element (22) and a second core element (21), said core elements extending in a first direction (Z),
- provide an injection mold for said removable material;
the mold comprising:
- a first face for molding (20) an intrados face of the blade and a second face for molding an extrados face of the blade arranged opposite the first face in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (Z),
- holding members (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f, P6'f) in the position of the cores in the injection mold, among which at least one first holding member (P1a, P1f , P2a, P2f, P3a, P3f) extends from the first molding face (20) in the second direction (Y) for maintaining said core element in position in the second direction (Y)
the method being characterized in that it comprises the step: positioning the first core element (22) and the second core element (21) on the first molding face (20) so that the first holding member ( P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f) has a first support point on a first support surface of a core element (22, 21), the first support surface extending against the core element (21, 22), for maintaining said core element (22, 21) in position in the second direction (Y).
fermer le moule en positionnant sur les éléments de noyau (21, 22) la seconde face de moulage, la seconde face de moulage comprenant au moins un organe de maintien complémentaire au premier organe de maintien (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f) de la première face de moulage (20).A method according to claim 11, further comprising the step:
close the mold by positioning the second molding face on the core elements (21, 22), the second molding face comprising at least one holding member complementary to the first holding member (P1a, P1f, P2a, P2f, P3a, P3f, P6a, P6f) of the first molding face (20).
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