JPH09125903A - タービンエンジンの中空羽根の製造方法 - Google Patents

タービンエンジンの中空羽根の製造方法

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JPH09125903A
JPH09125903A JP8256809A JP25680996A JPH09125903A JP H09125903 A JPH09125903 A JP H09125903A JP 8256809 A JP8256809 A JP 8256809A JP 25680996 A JP25680996 A JP 25680996A JP H09125903 A JPH09125903 A JP H09125903A
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Xavier Gerard A Coudray
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Alex Pierre Deblois
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クリストフ・ニコラ・マリー・ジヨゼフ・ウオン・ドウ・ケルマデク
Jean-Francois Georges J Lacuisse
ジヤン−フランソワ・ジヨルジユ・ジユリアン・ラキユイス
Bruno Andre Marie Rolland
ブルーノ・アンドレ・マリー・ロラン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な形状によって使用条件における機械的
特性を有する羽根を得るための本質的な特殊性や改善を
もたらすところのタービンエンジンの中空羽根の製造方
法を提供する。 【解決手段】 鋳肌、末端ジャーナル（１７、１８）、
位置決め穴（１９）の内面の局部的領域（１４、１５）
内に材料の予備を設けながら一次部品を鍛造して機械加
工し、マスクの塗布、特定の工具による切断、剥離、被
覆剤の堆積、剥離、予備焼成処理、清浄化と検査によっ
て拡散障壁を堆積し、一次部品を組み立てて均衡圧下で
拡散溶接し、一次部品の冷間剥離、羽根の空洞の周囲の
余盛り（１４）に予備として置かれた材料のフロー、羽
根に応力を加える機械的手段による成形とそれに続く取
出しを行うために加圧下の膨張および超可塑成形を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービンエンジン
の中空羽根の製造方法に関する。
【０００２】タービンエンジン用の大翼弦型羽根の使用
による利点は、特に二重流束型タービンエンジンのブロ
ワ回転翼の羽根の場合に現われる。これらの羽根は、厳
しい使用条件に応えるものであり、特に、振動への耐久
力や異物の衝撃耐性といった特性に関連した十分な機械
的特性を有するものでなければならない。さらに、羽根
の端部において十分な速度を得る目的で、質量の減少が
求められる。この目的は特に中空羽根の使用によって達
成される。
【０００３】ブロワの羽根は、高さ全体においてほぼ一
定の圧縮率を得るために軸が非常に反り返った羽根と、
プロペラの頂点が非常に平らになった翼断面を有するた
めの小型のハブに関連した特定の形状をもっている。さ
らに、羽根のはめ環といわゆる航空力学的プロペラとの
間を移行するための適切な幾何学的形状をつくり上げる
ことが必要となってくる。このことから、翼断面方向で
の湾曲と放射方向での反りをもつ「スプーン（ｃｕｉｌ
ｌｅｒｅ）」型と呼ばれている底部において、翼断面の
後方でかなり立体的な形状が必要とされる。
【０００４】チタン合金でできたブロワの中空羽根に非
常に優れた機械的耐性を与えるためには、内部形状の設
計及び、以下のような仕様によって表わされる製造品質
に関して特別な配慮が必要である。
【０００５】・下面と上面の二つの一次鋳肌間の前縁と
後縁に接続曲線部が形成されること、 ・補強材と下面及び上面の一次鋳肌との間に接続曲線部
が形成されること、 ・補強材の収縮が非常に小さいこと、 ・拡散溶接時に母材の機械的特性、及び鋳肌と補強材と
のすべての接合部の優れた品質が保持されること、 ・チタン製部品の通常の必要条件に合致した膨張後の内
部空洞の表面状態が得られること、 ・鍛造チタン製ブロワの羽根に固有の機械的特性を悪化
させないように製造プログラムを最適化すること。
【０００６】さらにこの製造方法は、進化型形状のパラ
メータ（補強材の一次鋳肌の厚みの変化、補強材の形成
角度の変化、溶接領域の幅の変化．．．）を有する部品
の製造を可能にするものでなければならない。
【０００７】というのも、製造された部品は、振動疲労
への優れた耐性、噴射（ingestion）に対する優れた耐
性をもつ最適化された形状の要件に合致しており、エン
ジンに関して求められる寿命の間あらゆる設計条件を満
たすものでなければならない。
【０００８】特に、以下の段階を含むタービンエンジン
の中空羽根の製造方法が知られている。
【０００９】（ａ）得るべき羽根の定義から始めて、コ
ンピュータ／ＣＦＡＯ支援設計製作手段を用いて羽根の
構成部品について検討する段階 （ｂ）一次部品をプレス鍛造する段階 （ｃ）一次部品を機械加工する段階 （ｄ）所定のパターンに従って拡散障壁を堆積する段階 （ｅ）一次部品を組み立て後、均衡圧力で拡散溶接を行
う段階 （ｆ）圧力下での膨張及び超可塑成形を行う段階 （ｇ）最終的機械加工を行う段階。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、中空
羽根の従来の数多くの製造方法に対して、特に、羽根の
空洞の実施に関して、適切な形状によって、使用条件に
おける機械的特性を有する羽根を得るための本質的な特
殊性や改善をもたらすことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、以下の
特徴を有する上記のタイプのタービンエンジンの中空羽
根の製造方法によって達成される。
【００１２】（ｃ）段階では、鋳肌の内側面の局所的領
域内に予備材料を設け、（ｂ）及び（ｃ）段階では、ジ
ャーナルを形成するエレメントを、一次部品の各末端に
設け、少なくとも二つの位置決め穴を各部品に設ける。
【００１３】（ｄ）段階を、以下の手順で実施する。
【００１４】（ｄ１）少なくとも一つの一次部品の少な
くとも一つの面上に有機タイプのマスクを塗布する。
【００１５】（ｄ２）デジタル制御式型機械上で特定の
工具を用いて、溶接領域と非溶接領域の境界線を表す予
め定義されたパターンに従ってマスクを切断する。この
切断中に、マスクの切断位置の調整により、空洞曲線部
が形成される羽根の前縁と後縁の側面接続部に対応する
領域と、補強材と鋳肌との間の接続曲線部領域において
溶接の境界をずらすことができる。
【００１６】（ｄ３）非溶接領域を剥離する。
【００１７】（ｄ４）表面を清浄化する。
【００１８】（ｄ５）予備処理された表面上に拡散障壁
を形成する被覆剤を堆積する。
【００１９】（ｄ６）残りのマスクを剥離する。
【００２０】（ｄ７）拡散防止剤の予備焼成処理 （ｄ８）溶接すべき表面を清浄化し検査する。
【００２１】（ｅ）段階では、一次部品の組立て段階
が、前記の末端ジャーナル及び前記の位置決め穴内に置
かれた側方位置決め柱脚を使用して実施される。
【００２２】（ｆ）段階では、以下の段階を含む所定の
成形用の加圧サイクルが適用される。
【００２３】（ｆ１）膨張の開始前に、一次部品の冷間
剥離を実施する。
【００２４】（ｆ２）（ｅ）段階で得られたサンドイッ
チ形の部品が置かれた鋳型を閉鎖した後に、羽根の空洞
の周りの余盛りに設けられた材料のフロー（ｆｌｕａｇ
ｅ）を膨張前に実施する。
【００２５】（ｆ３）成形後、羽根に応力を加える機械
的手段によって成形温度で鋳型から羽根を取り出す。
【００２６】本発明の処置により、求める羽根の特性、
特に以下の特性を確保する内部形状を得ることができ
る。
【００２７】・断面の一般的形状、主に補強材の数、
形、位置及び空洞の位置と幅。
【００２８】・主に、空洞の始まり及び鋳肌と補強材と
の連結部の溶接境界における局所的形状。取決めによ
り、空洞曲線部と名付けられる後縁の曲線部と前縁の空
洞曲線部とは区別されない。同様に、それらの位置に関
係なく、鋳肌と補強材との連結部の曲線部を切り離さ
ず、鋳肌と補強材との開始曲線部と呼ぶ。
【００２９】添付の図面を参照して、本発明の実施形態
を述べながら、本発明のその他の特性と利点を説明す
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１と２には、タービンエンジン
の中空羽根１、特にたとえば二重流束型タービンエンジ
ン用の大翼弦型ブロワの羽根が示されている。羽根１
は、下面鋳肌２と上面鋳肌３で構成されており、これら
の鋳肌は内部空洞４を形成するために隙間が空いてい
る。この空洞内で鋳肌２と３との間の連結を行う多重の
補強材６を形成するエレメント５が設けられている。本
発明によって改良された製造方法によって得られる羽根
１においては、前記の鋳肌２と３は、前縁７と後縁８を
形成するためにそれらの縁が溶接されており、羽根１の
空洞４は、前縁の側曲線部９と後縁の側曲線部１０を有
している。同様に、エレメント５は、一方は下面鋳肌２
の上に、もう一方は上面鋳肌３の上に溶接された領域を
備えており、さらに補強材６と鋳肌２、３との連結部
が、図３に示されているように１１と１２のような曲線
部を形成する。
【００３１】タービンエンジンのブロワの１のような中
空羽根のための本発明に合致した製造方法の第一段階
（ａ）では、完成部品の図面に基づき、それ自体周知の
コンピュータまたはＣＦＡＯ支援設計・製造手段を利用
した検討が行われる。この研究によって、上面鋳肌３と
エレメント５または中央鋼板が、下面鋼板に支えられ、
それらが従来の間隔で置かれるように、それらのエレメ
ントの構造と上面鋳肌の収縮をシミュレートすることが
できる。使用されるシミュレーションソフトによって、
成形時の鋼板の相対的な動きを明らかにすることが可能
になる。このように定義された形状を得るために羽根の
各構成エレメントである一次部品と呼ばれる２、３、５
には、図４に示されているように所定の鍛造プロセスと
両立できる余盛りがつくられる。
【００３２】図５は、羽根のこれらの構成エレメント
２、３、５の原型である鋳放し部品１３を仕上げ代とと
もに示しているが、これらは、プレス鍛造及び型鍛造に
よって得ることができる。このプロセスを改良すること
によって、製造方法の段階（ｂ）にしたがって、機械的
特性が改良された高精度の形状と製品を得ることができ
る。
【００３３】段階（ｃ）においては、図６に示されてい
るように、鋳放し部品１３が機械加工される。一次部品
の内側表面の仕上げは、それ自体周知の何らかの機械加
工方法で行われる。この段階では、好都合には、羽根の
空洞を形成するためのこれらの鋳肌の領域の周囲全体に
ついて、一次鋳肌上に材料の余盛りをつくりだすことが
できる。このとき余盛りされたこの部分１４は、後に可
塑的に変形できるようにフロー領域を構成する。同様
に、部品の周囲の余盛り部分１５は、組立ての際に、鋼
板間の間隔を確保するためのものである。図７は、これ
らの余盛り１４と１５の詳細図である。
【００３４】また図８に示されているように、好都合に
は、段階（ｃ）では、鋳肌と補強材との間の連結部の溶
接部位領域における一次鋳肌の内面上に平らなタイプの
局所的余盛り１６を備えることもできる。
【００３５】１３のような一次鋳肌は、各末端に、製造
方法の次の段階で用いられるジャーナル１７と１８を備
えている。さらに、少なくとも二つの位置決め穴１９が
一次部品上で機械加工される。好都合には、機械加工作
業は、空洞領域の相対位置について求められる精度が得
られるように、負圧型工具によって行うことができる。
これらの注意は、適切な空洞の曲線部を得るために大変
重要である。
【００３６】段階ｄでは、所定のパターンに従って拡散
障壁の堆積が行われる。より詳しく見てみると、この作
業は以下のように分解することができる。
【００３７】（ｄ１）図９と１０に示されているように
少なくとも一次部品１３の一つの少なくとも一つの面上
に有機タイプのマスク２０を塗布する。
【００３８】（ｄ２）図１１に示されているように、溶
接領域及び非溶接領域の境界を表わす所定のパターンに
従ってマスク２０を切断する。デジタル制御型機械上で
特定の工具を使用することによって、マスクの切断位置
の正確な調整が可能になる。
【００３９】このように、デジタル制御型の機械上で、
非対称の歯面を有する２１のようなローレットを用いて
切断を行うことができる。また、ローレット２１の一定
の形状と工具の圧力の適切な調整によって、高精度の切
断を行うことができる。
【００４０】この切断作業はまた、一次部品１３を損な
わずにきれいに切断を行えるように電空式システムによ
って制御されるメスを用いて行うことができる。
【００４１】特殊な用途に応じて、一次部品１３を損わ
ずにきれいに切断を行うために、低出力レーザによる機
械加工を利用することもできる。
【００４２】部分段階（ｄ３）では、図１２に示されて
いるように、非溶接領域２４の剥離が行われる。
【００４３】第一の代替実施例では、以下のような補足
的な部分段階を含んでいる。
【００４４】（ｄ２’）図１３に示されているように、
溶接領域への平行線を表わす所定のパターンに従って溝
付き領域を作り出しながらマスク２０を切断する。
【００４５】（ｄ３’）図１４に示されているように、
鋳肌と補強材との間の溶接領域の縁において溝付けすべ
き領域２５を剥離する。
【００４６】（ｄ３”）図１５に示されているように、
（ｄ３’）で露出された前記の領域における溝を化学加
工する。
【００４７】（ｄ３”’）図１６に示されているよう
に、残っているマスクを剥離して領域２４を露出させ
る。
【００４８】もう一つの代替実施例では、図１７では領
域２４で、図１８では溝付けされた領域２５で表わされ
ているように、切断縁において明確な境界を作り出すた
めに、たとえば最大深さ０．７５ｍｍで化学加工を行
う。
【００４９】この方法は、以下の部分段階によって行わ
れる。
【００５０】（ｄ４）表面を清浄化する。
【００５１】（ｄ５）図１９及び図２０に溝付きでまた
は溝なしで示されているように、予備処理された表面に
拡散障壁を形成する被覆剤２６を堆積させる。前記の被
覆剤は、最大４０μｍの厚みを持つ連続層型噴霧によっ
て堆積させる。塗布のたびに乾燥を行う。
【００５２】（ｄ６）残っているマスクを剥離する。こ
のとき、溶接領域上に拡散防止剤が落ちるのを防止する
位置に部品を保持しておく。この作業によって得られる
結果は、溝付きまたは溝なし状態で図２１と図２２に示
されている。
【００５３】（ｄ７）拡散防止剤の予備焼成処理を行
う。
【００５４】その後の作業と両立できる拡散防止剤に含
まれる結合剤の大部分の変質率を確保し、部品の酸化を
防ぐために、設定時間中の温度は２５０℃から３５０℃
の間で選択される。また、この結合剤の変質は空気のな
いところで行われる。
【００５５】（ｄ８）溶接領域を清浄化し、その清浄度
をたとえば紫外線によって注意深く検査する。
【００５６】次の（ｅ）段階では、図２３に示されてい
るように、羽根を構成する一次部品１３、２７、２８
は、ジャーナル１７と１８を用い、前記の一次部品上の
あらかじめ設けられた穴１９の中に側方位置決め柱脚２
９を置くことによって組み立てられる。この組立てによ
って、各部品と、羽根の内部空洞の形成用に向かい合っ
た領域の完全な軸合わせを行うことができる。またこれ
らの配置から、特に空洞曲線部の適切な値を得ることが
可能になるだろう。
【００５７】図２４は、この組立ての完成図である。得
られたサンドイッチ構造３０の輪郭は、たとえばＴＩＧ
アーク、電子ビームまたはレーザによる溶接３１を用い
て閉じられる。各先端には、管３０が溶接されており、
これらの管３２を用いて、サンドイッチ構造３０の内側
に均一に隙間がつくられ、さらにこれらの管３２を埋め
込むことでこの隙間が保たれる。下面２８及び上面２７
の鋳肌の周辺に余盛りが存在することから、組立て時に
羽根の構成部品間に一定の間隔を持たせることができ
る。
【００５８】代替実施例として、サンドイッチ構造３０
の組立て後に、先の（ｄ）段階で施された拡散剤の焼成
を行うことも可能である。
【００５９】組立て後に、サンドイッチ構造３０を、羽
根の構成部品１３、２７、２８がぴったりと接触するよ
うに、均衡圧容器内で拡散溶接する。
【００６０】この作業中に内部表面の接触をともなう加
圧時に生じる動きが、摩擦によって拡散防止剤の境界の
移動または劣化もしくはその両方を引き起こす恐れがあ
る。図２５と図２６に示された実施形態の詳細は、図３
の部品詳細図に示されているような補強材と鋳肌との間
の連結部を構成するための領域における一次部品上で、
ある場合には、プラスのルート面１６と側方向の溝２５
の存在を示し、他の場合には、マイナスのルート面３３
と側方向溝２５の存在を示している。溝２５の存在は、
羽根の構成部品上の拡散防止剤のこの境界を、溶接平面
のレベルの下に置くことによって、その境界を保護す
る。図６を参照して前述したように、余盛り１５のおか
げで、羽根の構成部品間の組立てに対して一定の間隔が
存在することから、拡散溶接の時に、不純物のトラップ
機能を行うことができる。場合によってはそうした不純
物が原因の欠陥が、落下させる領域に局在化される。
【００６１】次の（ｆ）段階では、図２に示されている
ように、下面側２と上面側３の羽根のプロペラの航空力
学的表面上に求められる翼断面を得ることができ、中央
一次部品１３から出る補強材６の設置を可能にするよう
に内部空洞４の中に膨張圧を加えることによって、可塑
性条件において羽根１の構成部品の成形が行われる。こ
の目的のために、サンドイッチ構造３０は、図２７に概
略的に示されている鋳型３４の中に置かれる。鋳型３４
は二つの部分３５と３６で構成され、その特性によっ
て、６段階の自由度に応じて、二つの部分３５と３６の
正確な相対的位置を確立することができる。鋳型３４
は、特に回転防止止め金具を備えており、その止め具の
位置と一定の鋳型の閉鎖手段によって、成形サイクルが
開始されるとすぐに、部分３５と３６を水平方向の回転
と平行移動に対して制動することができる。部品の末端
において、ジャーナル１７と１８と直角をなす下部のＶ
字形心出し部品３８は、鋳型３４内での部品の適切な位
置を確保する。鋳型３４の中の羽根のブランクのこの厳
密な位置決めによって、羽根の反り、特に結果的に空洞
曲線部９と１０を押しつぶすことになる側方移動を防ぐ
ことができる。このように、鋳型と羽根の位置決め特性
は、完成した羽根の求められる空洞の開始曲線部の寸法
と形状を得るのに役立つ。
【００６２】いわゆる成形作業の前には、膨張が開始さ
れる前に部分段階（ｆ１）が実施されるが、ここでは拡
散防止剤の圧縮状態によって必要となる一次部品の冷間
剥離が行われる。次に所定の成形用の加圧サイクルが行
われるが、特に得られる部品上に欠陥が存在しないよう
にするために膨張が開始されるとすぐに機械的に圧力が
加えられる。特に鋳型の締付け圧力と膨張圧との間に制
御が確立される。鋳型３４を閉じた後に部分段階（ｆ
２）が実施され、この間に前述の羽根の空洞の形成領域
の周囲に局在化された余盛り１４のフローが行われる。
連続相の操作された連鎖、フロー、さらに膨張によっ
て、同時に、羽根の内部形状を発生させることができ、
空洞の開始部と直角の鋳肌欠陥を防ぐことができる。成
形中に、内部の気圧をうけるための所定のサイクルは、
特に、空洞の曲線部、鋳肌と補強材との間の連結領域の
中の曲線部、必要とされる曲線部の表面状態を獲得し、
補強材が収縮しないように、コントロールされた変形速
度を守ることもできる。このように、図２８は、本発明
に合致した方法によって防ぐことができる補強材３９の
収縮欠陥の詳細を示している。鋳型の位置決め特性と成
形サイクルの適用によって得られる変形率を制御するこ
とによって、曲線部の求められる値９、１０、１１、１
２を得ることができる。
【００６３】次の部分段階（ｆ３）では、成形後、羽根
１は、成形温度を維持しながら行われるこの作業の際に
部品の形状を保つ応力を加えることを含む機械的手段に
よって、鋳型３４から取り出される。
【００６４】さらに、次の（ｇ）段階では、それ自体周
知の方法で、最終的機械加工及び部品の仕上げ作業が行
われる。以上に記したタービンエンジンの中空羽根の製
造のための本発明に合致した方法の特別な実施形態によ
って、求められる結果、つまり特に羽根１の技術的品質
を得ることができる。先に詳述したこれらの主な結果を
簡単に思い起こしてみよう。
【００６５】・求められる空洞の開始曲線部９と１０の
値及び鋳肌２と３及び補強材６の連結領域における溶接
開始曲線部の値が得られる。
【００６６】・空洞曲線部及び鋳肌と補強材との間の曲
線部における上記の領域における溶接線が適切に位置決
めされる。
【００６７】・上述の領域において得られる母材の冶金
的品質。
【００６８】・羽根の空洞開始曲線部９及び１０におい
て適切な表面状態が得られる。
【００６９】・鋳肌と補強材との間の溶接開始部が真直
で鮮鋭である。
【００７０】・補強材６が真っ直ぐで収縮しない。
【００７１】・羽根１の外形、特に翼断面の形状、捩
り、反り、偏心に関する品質。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に合致した製造方法によって得られるタ
ービンエンジンの中空羽根の前面図である。
【図２】図１に示されている羽根の横断面による概略的
断面図である。
【図３】図１と図２に示されている羽根の二つのエレメ
ント間の連結部の詳細図である。
【図４】図１と図２に示されている羽根の詳細を示す部
分図である。
【図５】本発明に合致した製造方法の中で使用される鋳
放し部品の概略的斜視図である。
【図６】機械加工段階において、図１と図２に示されて
いる羽根の構成エレメントの概略的斜視図である。
【図７】機械加工段階で備えられた余盛りを表わす図１
と図２に示されている羽根のエレメントの部分的断面図
である。
【図８】機械加工段階で備えられた余盛りを表わす図１
と図２に示されている羽根のエレメントの部分的断面図
である。
【図９】マスクの設置を表わす図１と図２に示されてい
る羽根のエレメントの斜視図である。
【図１０】図９に示されているエレメントの概略的断面
図である。
【図１１】マスクの切断段階において図９と図１０に示
されているエレメントの図１０と同類の概略的断面図で
ある。
【図１２】マスクの剥離段階における図９から図１１に
示されているエレメントの図１０と図１１と同様の概略
的断面図である。
【図１３】マスクの切断段階の代替実施例による図９か
ら図１２に示されているエレメントの図１０から図１２
と同様の概略的断面図である。
【図１４】マスクの剥離段階における図１３のエレメン
トの図１０から図１３と同様の概略的断面図である。
【図１５】溝の化学的加工段階における図１３と図１４
のエレメントの図１０から図１４と同様の概略的断面図
である。
【図１６】残りのマスクの剥離段階における図１３から
図１５のエレメントの図１０から図１５と同様の概略的
断面図である。
【図１７】代替実施例によって行われる化学的加工の結
果である図９に示されたエレメントの図１０から図１６
と同様の概略的断面図である。
【図１８】溝の付いた領域をつくり出した結果である図
１７のエレメントの図１０から図１７と同様の概略的断
面図である。
【図１９】拡散障壁の堆積段階における図１７のエレメ
ントの図１０から図２０と同様の概略的断面図である。
【図２０】拡散障壁の堆積段階における図１８のエレメ
ントの図１０から図２０と同様の概略的断面図である。
【図２１】残りのマスクの剥離段階における図１７と図
１９のエレメントの図１０から図２０と同様の概略的断
面図である。
【図２２】残りのマスクの剥離の段階における図１８と
図２０のエレメントの図１０から図２０と同様の概略的
断面図である。
【図２３】羽根の構成する一次部品の組立ての斜視図で
ある。
【図２４】図２３に示されている組立ての完成の斜視図
である。
【図２５】羽根のエレメント間の連結部におけるルート
面の一つの実施例の詳細を示す概略的部分図である。
【図２６】羽根のエレメント間の連結部におけるルート
面の他の実施例の詳細を示す概略的部分図である。
【図２７】本発明に合致した方法による羽根の可塑成形
段階において用いられる鋳型を構成する二つの部分の概
略的斜視図である。
【図２８】製造欠陥を示す詳細を表す図７と同様の図で
ある。
【符号の説明】
１ 中空羽根 ２、３ 鋳肌 ４ 内部空洞 ５ エレメント ６ 補強材 １４、１５ 局部的領域 １７、１８ 末端ジャーナル １９ 位置決め穴 ２０ マスク ２１ ローレット ２５ 溝 ２９ 柱脚 ３０ サンドイッチ構造 ３１ 溶接 ３２ 管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596140966 ダソー・アビアシオン フランス国、75008・パリ、ロン・ポワ ン・デ・シヤン・ゼリゼ・マルセル・ダソ ー、９ (72)発明者 マテユー・フイリツプ・アルベール・ビシ ヨン フランス国、95120・エルモン、リユ・ジ ヤン・ムラン、１ (72)発明者 グザビエ・ジエラール・アンドレ・クード レ フランス国、77300・フオンテーヌブロー、 リユ・デ・ブシエール、３ (72)発明者 アレツクス・ピエール・ドウブロワ フランス国、86240・フオンテーヌ・ル・ コント、アレ・ドウ・ラ・プレヌ、３ (72)発明者 クリストフ・ニコラ・マリー・ジヨゼフ・ ウオン・ドウ・ケルマデク フランス国、78000・ベルサイユ、リユ・ アンリ・ドウ・レニエ、17 (72)発明者 ジヤン−フランソワ・ジヨルジユ・ジユリ アン・ラキユイス フランス国、95100・アルジエンテユイユ、 リユ・ドユ・タンプル、７ (72)発明者 ブルーノ・アンドレ・マリー・ロラン フランス国、92420・ボクレソン、アレ・ ドユ・ブタール、55・ビス

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）得るべき羽根（１）の定義から始
    めて、コンピュータ／ＣＦＡＯ支援設計製作手段を使用
    して羽根の構成部品（２、３、５）について検討する段
    階と、 （ｂ）一次部品（１３）をプレス鍛造する段階と、 （ｃ）下面鋳肌、上面鋳肌、少なくとも一つの中央部品
    を備えた一次部品（１３）を機械加工する段階と、 （ｄ）所定のパターンに従って拡散障壁を堆積する段階
    と、 （ｅ）一次部品を組み立てた後、均衡圧で拡散溶接を行
    う段階と、 （ｆ）中央空洞によって分離され、前記中央部品から得
    られた溶接された補強材で結合された羽根の下面と上面
    の鋳肌の成形が得られるように圧力下での膨張および超
    可塑成形を行う段階と、 （ｇ）最終的機械加工を行う段階とを備えている、ター
    ビンエンジンの中空羽根、特に大翼弦型ブロワにおける
    ロータの羽根の製造方法であって、 （ｃ）段階では、鋳肌の内面の局部的領域（１４、１
    ５）内に予備材料を設け、（ｂ）及び（ｃ）段階では、
    ジャーナル（１７、１８）を形成するエレメントが一次
    部品の各末端に設けられ、少なくとも二つの位置決め穴
    （１９）が各部品上に設けられており、 （ｄ）段階を以下の手順、すなわち、 （ｄ１）少なくとも一つの一次部品の少なくとも一つの
    面上に有機タイプのマスク（２０）を塗布する段階と、 （ｄ２）デジタル制御式機械上で特定の工具を用いて溶
    接領域と非溶接領域の境界を表わす予め定義されたパタ
    ーンに従ってマスク（２０）を切断し、マスクの切断位
    置の調整により、空洞曲線部が形成される羽根の前縁と
    後縁の側面接続部に対応する領域及び補強材と鋳肌との
    接続曲線部の領域において溶接位置の調節を可能にする
    段階と、 （ｄ３）非溶接領域を剥離する段階と、 （ｄ４）表面を清浄化する段階と、 （ｄ５）予備処理した表面上に拡散障壁を形成する被覆
    剤を堆積する段階と、 （ｄ６）残りのマスクを剥離する段階と、 （ｄ７）拡散防止剤を予備焼成処理する段階と、 （ｄ８）溶接すべき表面を清浄化し検査する段階に従っ
    て実施し、 （ｅ）段階で、一次部品の組立て段階が、前記の末端ジ
    ャーナル（１７、１８）及び前記の位置決め穴（１９）
    内に置かれた側方位置決め柱脚（２９）を用いて実施さ
    れ、 （ｆ）段階では、 （ｆ１）膨張開始前に一次部品の冷間剥離を実施する段
    階と、 （ｆ２）（ｅ）段階で得られたサンドイッチ形の部品が
    置かれた鋳型を閉じた後に、羽根の空洞の周囲の余盛り
    に設けられた材料（１４）のフローを膨張前に実施する
    段階と、 （ｆ３）成形後、羽根に応力を加える機械的手段によっ
    て成形温度で鋳型から羽根を取り出す段階とを含む所定
    の成形用の加圧サイクルが適用されることを特徴とする
    製造方法。
  2. 【請求項２】 （ｄ２）段階において、使用される特定
    の工具が、ローレットの所定の形状と工具の圧力の調整
    により高精度の切断が行えるように、非対称歯面（２
    ２、２３）型のローレット（２１）である請求項１に記
    載のタービンエンジンの中空羽根の製造方法。
  3. 【請求項３】 （ｄ２）段階において、特定の工具が、
    一次部品を損傷せずきれいに切断が行えるように電空式
    システムによって制御されるメスである請求項１に記載
    のタービンエンジンの中空羽根の製造方法。
  4. 【請求項４】 （ｄ２）段階において、マスクの切断
    が、一次部品を損傷せずきれいに切断を行う低出力レー
    ザ加工を用いて行われる請求項１に記載のタービンエン
    ジンの中空羽根の製造方法。
  5. 【請求項５】 （ｄ３）段階が、 （ｄ３’）溝付けすべき領域（２５）を剥離する部分段
    階と、 （ｄ３”）溶接すべき領域の縁に溝を化学的に加工する
    部分段階と、 （ｄ３’”）非溶接領域の第二の剥離を行う部分段階と
    に分解される請求項１から４のいずれか一項に記載のタ
    ービンエンジンの中空羽根の製造方法。
  6. 【請求項６】 （ｄ２）段階の前に （ｄ１．１）溶接領域を剥離する部分段階と、 （ｄ１．２）露出された領域を化学的に加工する部分段
    階と、 （ｄ１．３）溶接領域上にマスクの第二の塗布を行う部
    分段階とが行われる請求項１から５のいずれか一項に記
    載のタービンエンジンの中空羽根の製造方法。
  7. 【請求項７】 （ｃ）段階において、材料の余盛り（１
    ４）が羽根の空洞を形成するための一次鋳肌領域の全周
    囲に設けられ、この余盛り部分が（ｆ）段階で可塑的に
    変形されるフロー領域を構成する請求項１から６のいず
    れか一項に記載のタービンエンジンの中空羽根の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 （ｃ）段階において、ルート面タイプの
    局部的余盛り（１６）が、鋳肌と補強材との間の連結部
    の溶接部位領域内の一次鋳肌の内面上に設けられる請求
    項１から７のいずれか一項に記載のタービンエンジンの
    中空羽根の製造方法。
  9. 【請求項９】 （ｅ）段階において、サンドイッチ構造
    （３０）を形成する一次部品の組立て後、サンドイッチ
    構造（３０）の輪郭が気密性をもちながら閉じられ、先
    端に管（３２）が溶接される請求項１から８のいずれか
    一項に記載のタービンエンジンの中空羽根の製造方法。
  10. 【請求項１０】 サンドイッチ構造（３０）の閉鎖（３
    １）が、ＴＩＧ溶接またはエネルギービーム型溶接によ
    って得られる請求項９に記載のタービンエンジンの中空
    羽根の製造方法。
  11. 【請求項１１】 サンドイッチ構造（３０）の組立て後
    に、拡散障壁を形成する物質の焼成が行われる請求項１
    から１０のいずれか一項に記載のタービンエンジンの中
    空羽根の製造方法。
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