WO2016059333A1 - Modele en forme de grappe et carapace ameliores pour la fabrication par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef - Google Patents

Modele en forme de grappe et carapace ameliores pour la fabrication par moulage a cire perdue d'elements aubages de turbomachine d'aeronef Download PDF

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metal
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Eric EBERSCHVEILLER
Anthony LE FAY
Patrick Pourfilet
Yvan Rappart
Monique TIREL
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Snecma
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Definitions

  • Each bladed element is preferably an individual blade, such as a blade of a moving compressor or turbine wheel. Alternatively, it may be a sector comprising a plurality of blades, such as a low pressure distributor sector.
  • the invention relates more particularly to the design of the cluster-shaped model and that of the shell intended to be formed around this partially wax-shaped model, in which the metal is intended to be cast in order to obtain the elements to be used. turbomachine. It relates more specifically to the problem of breakage of the wire elements equipping the shell, these wire elements being intended to be surrounded by the metal during casting, then removed to make way for cooling channels through the bladed element.
  • the invention relates to all types of aircraft turbomachines, in particular turbojets and turboprops.
  • lost wax precision casting consists of waxing, by injection into tools, a model of each of the bladed elements. desired.
  • the assembly of these models on a wax dispenser makes it possible to form a cluster-shaped model which is then immersed in different substances in order to form around it a ceramic shell of substantially uniform thickness.
  • the cluster-shaped model is also commonly referred to as "replica”, “cluster-set” or “wax tree", although not all of its components are necessarily made of wax or other sacrificial material.
  • the process is continued by melting the wax, which then leaves its exact imprint in the ceramic shell, into which the molten metal is poured, via a pouring cup assembled on the metal dispenser. After cooling the metal, the shell is destroyed and the metal parts are separated and finished.
  • This technique offers the advantage of dimensional accuracy, making it possible to reduce or even eliminate certain machining operations. In addition, it offers a very good surface appearance.
  • the shell is equipped with wire elements passing through the cavities. These wire elements are preferably made of silica. When casting metal into these indentations, the molten metal surrounds the wire elements, which are then removed to leave room for cooling channels passing through the solidified bladed element. In operation, the cooling air can flow from the foot to the head of the bladed element, to ensure its cooling.
  • the silica wire elements also called glass tubes, thus walk through the cavities of the shell, substantially in the direction of span of the bladed elements.
  • a portion of these wire elements, said sensitive, is radially opposite the output of the metal distributor. This portion is actually said to be sensitive because it proves to be subject to the risks of breakage due to the impact of the flow of metal leaving the dispenser. If such a break in one or more wire elements occurs as a result of the impact of the metal flux, the part is deemed to be defective and then discarded.
  • EP 0 899 039 proposes to strengthen the quartz tubes with a carbon fiber inserted inside the tube. Nevertheless, this technique remains expensive, and may not be entirely satisfactory.
  • the invention therefore aims to at least partially overcome the disadvantages mentioned above, relating to the achievements of the prior art.
  • the invention firstly relates to a cluster-shaped model, to which is intended to be formed a ca rapace for the manufacture by lost wax molding of a plurality of bladed elements of aircraft turbomachine, said model comprising:
  • each replica comprising a part pa lying between a first end and a second end, and being traversed by wire elements intended to form later channels; cooling through the bladed element, the wire elements successively passing through the first end portion, the blade portion and the second end portion;
  • the cluster-shaped model comprises at the level of each connection zone a protective screen intended to protect, during a casting step of metal in the shell, a sensitive portion of said wire elements against impact. a direct flow of metal, said sensitive portion being located in the second end portion, radially outwardly relative to the shield, along said central axis.
  • the subject of the invention is a carapace for the manufacture by lost-wax molding of a plurality of aircraft turbomachine-blown elements, said cluster-shaped shell comprising:
  • each bladed-shell element comprising a blade portion situated between a first end portion and a second end portion; each carapace-bladed element defining a cavity in which wire elements are arranged around which metal is to be cast, the wire elements successively passing through the first end portion, the blade portion and the second end portion;
  • a metal dispenser having a central axis around which said shell-bladed elements are distributed, said metal dispenser comprising a plurality of metal outlets each open radially in the direction of one of the bladed shell elements and communicating with the second part; end of this bladed carapace element.
  • the shell comprises, associated with each second end portion, a protective screen for protecting a sensitive portion of said wire elements against the direct impact of a metal flow from the distributor, said sensitive portion being located in the second end portion, downstream of the shield.
  • a protective screen for protecting a sensitive portion of said wire elements against the direct impact of a metal flow from the distributor, said sensitive portion being located in the second end portion, downstream of the shield.
  • downstream is here to be considered with regard to a main flow direction of the metal, within the relevant parts of the shell.
  • the metal first meets the protection screen before meeting the sensitive portion of the wire elements, that this screen aims to protect.
  • the invention is remarkable in that it allows, cleverly and inexpensively, to greatly reduce the risk of breakage of the wire elements during the subsequent casting of metal within the carapace.
  • the protective screens have the function of deflecting the flow of metal so that it no longer directly impacts the sensitive portion of the wire elements. Due to this deflection of the flux, the metal can bypass the sensitive part before coming into contact with it, which considerably reduces the thermal and mechanical impacts on the wire elements.
  • the wire elements are not impacted directly by the metal flux at their radially oriented surface facing the outlet of the distributor, but impacted at their opposite surface.
  • the invention has at least one of the following optional features, taken alone or in combination.
  • the characteristics mentioned below are described in relation to the carapace, it should be understood that they apply in a similar manner to the cluster-shaped model, around which this shell is intended to be formed.
  • Said shield is arranged at said dispenser metal outlet extending axially through all of said metal outlet, thereby forcing the flow of metal to flow on one side and / or the other. other side of the screen.
  • the protective screen is arranged radially facing said sensitive portion of said wire elements.
  • the protection screen has a rectangular parallelepiped shape. Nevertheless, many other forms may be suitable, for example cylindrical, spherical, elliptical, ovoid, etc.
  • the rectangular parallelepiped shape was, however, selected for the very high performance results observed during tests on the conformed shell of the invention.
  • the protective screen is made from a ceramic element equipping a cluster-shaped model around which the shell is intended to be formed, or made during the formation of this shell by filling a dedicated fingerprint in said model in the form of a cluster, partly in wax.
  • the carapace is made of ceramic, preferably by dipping.
  • Said wire elements are made of silica, preferably in the form of tubes.
  • Said carapace-bladed elements are each designed to obtain a single mobile blade, such as a compressor or turbine moving wheel blade.
  • the subject of the invention is also a process for manufacturing such a shell, comprising the production of a cluster-shaped model around which the The shell is intended to be formed, said model being equipped with ceramic parts intended to form said shields, or equipped with fingerprints in which the shell is intended to be formed to form said protective screens.
  • the shell is preferably obtained by dipping the cluster-shaped model in several ceramic baths.
  • the subject of the invention is also a process for the manufacture by lost-wax molding of a plurality of aircraft turbomachine bladed elements, implemented using such a shell and / or a such a cluster-shaped model, the method comprising a step of casting the metal in the raptor, during which each shield deflects the molten metal so that the metal bypasses the sensitive part of the wire elements before get in touch with it.
  • the wire elements are not directly impacted by the metal flux at their radially oriented surface facing the outlet of the distributor, but impacted at the from their opposite surface.
  • the method comprises the following successive steps:
  • FIG. 1 represents a perspective view of a turbomachine bladed element intended to be obtained by implementing the method according to the present invention; invention, said bladed element being in the form of a moving blade of high pressure turbine;
  • FIG. 2 represents a perspective view of a cluster-shaped model for the manufacture of a shell for producing, by lost-wax molding, blades of the type of that shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 represents a sectional view taken along the line IV - IV of FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a sectional view taken along the plane V-V of Figure 3;
  • FIG. 5a is a view similar to that of FIG. 5, with the cluster-shaped model represented according to an alternative embodiment
  • FIG. 6 is a perspective view similar to that of Figure 3, at a different angle of view;
  • FIG. 7 represents a schematic view of a carapace specific to the present invention, obtained using the cluster-shaped model shown in the preceding figures;
  • FIG. 8 shows a partial sectional view of a bladed carapace element
  • FIG. 9 shows a metal outlet provided on the shell dispenser, and corresponds to a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 10;
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line X-X of FIG.
  • Figures 11 and 12 show views similar to that of Figure 10, with the carapace schematically in different states during the beginning of a metal casting step.
  • this blade 1 comprises a blade 2 extending from an end 4 forming a blade root, and comprising a platform 8 for delimiting a main stream of gas flow.
  • the blade 1 comprises channels 3 cooling air passage. These cooling channels 3 completely through the dawn, according to the direction of the span of the dawn. Also, each channel 3 opens at the head or top of the blade, and at the foot 4 of it.
  • the aim of the invention is to manufacture the blade 1 from a shell intended to be made by a method specific to the invention, a preferred embodiment of which will now be described with reference to FIGS. 2 to 10.
  • the invention can also be applied to the manufacture of compressor blades, or to the manufacture of compressor or turbine stator blades, made alone or in sectors comprising a plurality of blades.
  • the model 100 is essentially composed of sacrificial elements made in wax, but not exclusively. However, later, it will be called "wax model".
  • the wax model 100 is shown in a position in which the shell is then filled with metal.
  • the realization of the wax model in a position reversed from that shown in Figure 2 facilitates the assembly operation of the various components of this wax model, which will now be described.
  • the model 100 firstly comprises a portion for the distribution of metal, referenced 12a.
  • This wax portion comprises a solid central element 13a of revolutionary shape, cylindrical or conical, of central axis 14a which coincides with the central axis of the entire wax model 100.
  • the axis 14a is oriented vertically, and therefore considered to represent the direction of the height.
  • the solid central member 13a is attached to a cone-shaped metal casting cup 35 located above this solid member 13a.
  • the latter is connected by radial arms 15a to a distribution ring 17a centered on the axis 14a.
  • the arms 15a and the ring 17a are arranged just below the tapping bucket 35.
  • Each replica therefore comprises a blade 2a, arranged between a first end 4a and a second end 6a to which the blade is connected.
  • the first end 4a forms a blade root, and comprises a platform 8a.
  • the second end 6a is itself arranged above the blade head, at the level of the distribution ring 17a in the direction of the height.
  • the second end 6a has an enlarged shape with respect to the blade 2a, as shown diagrammatically in FIG. 2.
  • the direction in which the blade 2a and the ends 4a, 6a succeed each other corresponds to the radial direction or span direction of the wax-lapped element la, this direction preferably being substantially parallel to the direction of the axis 14a, that is, parallel to the direction of the height of the replica 100.
  • the wax vanes are traversed by wire elements 19 made of glass, intended to subsequently form the above-mentioned cooling channels 3, shown in FIG. 1. They pass integrally through each vane 1a, passing successively through the first end 4a, the portion 2a blade, and the second end portion 6a connected to the distribution ring 17a.
  • the wire elements 19, preferably in the form of silica-based glass tubes, protrude on either side of each blade 1a, in the span direction.
  • the wax vanes thus extend upwards, being arranged around the axis 14a, and also around a central wax support 24a extending according to this same axis, down from the central element 13a of the distribution portion 12a.
  • the support 24a preferably takes the form of a cylinder 14a axis, which extends to near the end 4a of the blade wax.
  • Intermediate wax radial arms 26a connect the support 24a to the blades 2a, halfway up therefrom.
  • the lower end of the support 24a is connected to the ends 4a of the wax vanes 1a, via a secondary distribution ring 27a, similar to the aforementioned ring 17a.
  • the wax vanes form the peripheral wall of the wax replica 100, axis 14a. They are spaced circumferentially from each other, and define an interior space centered on this axis 14a, space in which is therefore the aforementioned support 24a.
  • ceramic shields 28 are assembled thereon. These screens 28 are arranged at the periphery of the crown of distribution 17a, at a connection zone 30a between the ring 17a and each second end portion 6a. As will be detailed below, these screens 28 have the function of deflecting the flow of metal subsequently poured into the shell, so that it no longer directly impacts the sensitive portion of the wire elements. Due to this deflection of the flux, the metal can bypass the sensitive part before coming into contact with it, which reduces the thermal and mechanical impacts on the glass wire elements.
  • Each shield 28 has a substantially rectangular parallelepiped shape, or that of an angular sector of a revolutionary part, axis 14a. Its major axis is preferably oriented substantially parallel to the axis 14a.
  • the screen 28 is housed in a recess in the periphery of the ring 17a, so that its radially outwardly oriented surface is substantially in the geometric continuity of the peripheral edge of this ring. as shown in FIGS. 3 and 5. Nevertheless, the screen 28 could be arranged more outwardly in the radial direction, for example so as to cross the connection zone 30a, without departing from the scope of FIG. 'invention.
  • FIG. 5 it is also possible to see the screen 28 facing radially glass wire elements 19, intended to be protected from the flow of metal by this screen.
  • the wire elements 19 are arranged radially outwardly relative to the screen 28, along the central axis 14a.
  • the protective screen 28 extends vertically beyond the distribution ring 17a, on either side thereof, as is best seen in FIGS. 4 and 6. arrangement, when the wax distribution ring 17a is removed and it leaves room, at the junction zone 30a, to a metal outlet (whose future location is identified by the reference 30 in FIGS. ), the flow of metal is forced to flow on one side of the screen, that is to circumfer circumferentially the latter.
  • the shell is intended to be formed around the wax model 100, and thus around the screens 28 which will remain integrated into this shell during the casting of the metal, and which will not be eliminated with the rest of the model 100 before this casting.
  • the ceramic protection screens are replaced by imprints 28 'of the same shape, intended to be filled by the constituent materials of the shell during the formation thereof.
  • the protective screens are formed at the same time as the shell, and form a single piece.
  • the shell 200 which is obtained is shown schematically in Figures 7 to 10. It also has a general shape of cluster, and of course includes similar elements to those of the replica wax 100. These shell elements will now be described, with the shell shown in a position as subsequently adopted when filled with metal.
  • the shell 200 firstly comprises a metal distributor, referenced 12b.
  • the dispenser comprises a solid central element 13b of revolutionary shape, cylindrical or conical, of central axis 14b which coincides with the central axis of the shell 200, oriented vertically.
  • the solid central member 13b is attached to the metal casting bucket 35, which may be completely or partially covered with the shell.
  • Radial arms 15b connect the solid central element 13b to a distribution ring 17b centered on the axis 14b. The arms 15b and the ring 17b are arranged just below the casting cup 35.
  • each bladed shell element lb thus comprises a blade portion 2b, arranged between a first end 4b and a second end 6b to which the blade is connected.
  • the first end 4b forms a blade root, and comprises a platform 8b.
  • the second end 6b is arranged above the blade head, at the level of the distribution ring 17b in the direction of the height.
  • the second end 6b has an enlarged shape with respect to the blade 2b, as shown schematically in FIG. 8.
  • the direction in which the blade part 2b and the ends 4b, 6b succeed each other corresponds to the radial direction or span direction of the shell-bladed element lb, this direction preferably being substantially parallel to the direction of the axis 14b. , that is to say parallel to the direction of the height of the carapace 200.
  • the cavities defined by the shell blades 1b are traversed by the wire elements 19 of glass, intended to subsequently form the cooling channels of the blades. They pass integrally through each element Ib, passing successively through the first end portion 4b, the blade portion 2b, and the second end portion 6b connected to the distribution ring 17b.
  • the high and low ends of the glass wire elements 19 are embedded in the shell 200, which ensures their maintenance within the various cavities they pass through.
  • the shell-bladed elements 1b therefore extend upwards, being arranged around the axis 14b, and also around a central support 24b extending along the same axis, downwards from the element central 13b.
  • the support 24b preferably takes the form of a hollow cylinder 14b axis, which extends to near the end 4b of the bladed elements lb.
  • the lower end of the support 24b is connected to the ends 4b of the bladed elements 1b, via a secondary metal distribution ring 27b, similar to the aforementioned ring 17b.
  • the bladed elements lb form the peripheral wall of the shell 200, axis 14b. They are spaced circumferentially from each other, and define an interior space centered on this axis 14b, space in which is therefore the support 24b.
  • the dispenser 17b with one of its metal outlets 30, corresponding to a radial opening on the edge of this dispenser, that is to say at the periphery thereof, where was the connection zone 30a on the wax model 100.
  • This metal outlet 30 is obtained by removing the wax, which initially occupied this opening, oriented radially outwards in the direction of the second end portion 6b, with which it communicates directly.
  • the metal outlet 30 is provided with the shield 28, closing off a circumferential end portion of this outlet.
  • the screen 28, arranged at the level of junction with the second end portion 6b, is therefore located upstream of the sensitive portion of the wire elements 19 housed in the cavity of this second end portion 6b, the upstream term being to be considered with respect to a main direction of flow of metal within the parts concerned.
  • the protective screen 28 is arranged radially facing the sensitive portion of the glass wire elements 19.
  • the circumferential extent of the screen is not necessarily the same as that of the wire array, but may be smaller. This circumferential extent, as well as other parameters such as the position of the screen 28 within the metal outlet 30, can be adjusted so that during the subsequent casting, the metal flow is properly deflected and it does not directly impact the sensitive portion of the wire elements 19. Therefore, depending on the geometry of the shell and the position of the wire elements 19, the screen 28 could be placed elsewhere than at the one ends of the metal outlet 30, so as to force the metal to flow on both sides of it, to properly protect the sensitive part of these wire elements.
  • the shell is preheated to a high temperature in a dedicated oven, for example at 1150 ° C., in order to promote the fluidity of the shell. metal in the shell during casting.
  • metal leaving a melting furnace is poured into the cavities via the bucket 35, with the shell in the position as shown in FIG. 7, that is to say with the bucket 35 open upwards and still the axis 14b oriented vertically.
  • the molten metal thus successively borrows the bucket 35, the distributor 12b, then the bladed shell members lb, simply flowing by gravity.
  • the metal also flows downwardly within the support 24b, to then feed the intermediate radial arms 26b and the secondary distribution ring 27b.
  • the second end portions 4b located at the bottom of the shell could be equipped with substantially identical screens for protecting the portion of the glass tubes 19 located radially opposite the metal outlets of the secondary distributor 27b, without departing from the scope of the invention.
  • the reinforcements 23b are preferably solid, ceramic, therefore not traversed by the molten metal during casting in the shell 300.
  • FIG. 11 shows diagrammatically the metal 40 arriving at the circumferential end of the outlet 30 which can not pass through this outlet, since it is closed off by the protection screen 28 which deflects the flow. The flow therefore passes, in the circumferential direction, from the protective screen 28, then passes through the unclosed portion of the metal outlet 30.
  • the latter can bypass the sensitive part of the glass wire elements 19, before coming into contact with these elements, which reduces the thermal and mechanical impacts on the glass wire elements. .
  • the sensitive part of the glass wire elements 19 is not directly impacted by the flow of metal at their radially inwardly facing surface facing the output 30, but impacted at their opposite surface, oriented radially outwardly.
  • the shell After cooling the metal after casting, the shell is destroyed, then the blades 1 are extracted from the cluster for possible machining and finishing operations and control. Among these steps, that of the elimination of the tubes of glass 19 still present within the blades obtained. This elimination step is carried out conventionally, for example by chemical destruction.

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

L'invention concerne un modèle en forme de grappe et une carapace (200) pour la fabrication par moulage à cire perdue d'aubes de turbomachine d'aéronef, la carapace en forme de grappe comprenant : - une pluralité d'éléments aubagés de carapace (lb) chacun destiné à l'obtention d'une aube et au sein desquelles sont agencés des éléments filaires (19); - un distributeur de métal (12b) comprenant une pluralité de sorties de métal (30) chacune ouverte radialement en direction de l'un des éléments aubagés de carapace (lb) et communiquant avec la seconde partie d'extrémité (6b) de cet élément. Selon l'invention, la carapace (200) comporte, associé à chaque seconde partie d'extrémité (6b), un écran de protection (28) visant à protéger une portion sensible des éléments filaires (19) contre l'impact direct d'un flux de métal provenant du distributeur, la portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité (6b), en aval de l'écran de protection (28).

Description

MODELE EN FORME DE GRAPPE ET CARAPACE AMELIORES POUR LA FABRICATION PAR MOULAGE A CIRE PERDUE D'ELEMENTS AUBAGES DE TURBOMACHINE D'AERONEF
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine de la fabrication en grappe d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, par la technique de moulage à cire perdue. Chaque élément aubagé est préférentiellement une aube individuelle, telle qu'une aube de roue mobile de compresseur ou de turbine. Alternativement, il peut s'agir d'un secteur comprenant une pluralité de pales, tel qu'un secteur de distributeur basse pression.
L'invention concerne plus particulièrement la conception du modèle en forme de grappe et celle de la carapace destinée à être formée autour de ce modèle partiellement en cire, carapace da ns laquelle le métal est destiné à être coulé pour l'obtention des éléments a ubagés de turbomachine. Elle se rapporte plus spécifiquement à la problématique de casse des éléments filaires équipant la carapace, ces éléments filaires étant destinés à être entourés par le métal lors de la coulée, puis éliminés pour laisser place à des canaux de refroidissement traversant l'élément aubagé.
L'invention concerne tous les types de turbomachines d'aéronef, en particulier les turboréacteurs et les turbopropulseurs.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De l'art antérieur, il est connu d'utiliser la technique de moulage à cire perdue pour fabriquer simultanément plusieurs éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, tels que des aubes mobiles. Une telle technique est par exemple décrite dans le document FR 2 985 924.
Pour rappel, le moulage de précision à la cire perdue consiste à réaliser en cire, par injection dans des outillages, un modèle de chacun des éléments aubagés désirés. L'assemblage de ces modèles sur un distributeur en cire permet de constituer un modèle en forme de grappe qui est ensuite plongé dans différentes substances afin de former autour de celui-ci une carapace de céramique d'épaisseur sensiblement uniforme. Le modèle en forme de grappe est également couramment dénommé « réplique », « ensemble-grappe » ou encore « arbre en cire », bien que ses composants ne soient pas tous nécessairement réalisés en cire ou dans un autre matériau sacrificiel.
Le procédé est poursuivi en faisant fondre la cire, qui laisse alors son empreinte exacte dans la carapace en céramique, dans laquelle le métal en fusion est versé, via un godet de coulée assemblé sur le distributeur de métal. Après refroidissement du métal, la carapace est détruite et les pièces en métal sont séparées et parachevées.
Cette technique offre l'avantage d'une précision dimensionnelle, permettant de réduire voire de supprimer certains usinages. De plus, elle offre un très bon aspect de surface.
Lorsque l'élément aubagé à fabriquer doit comporter des canaux de refroidissement, la carapace est équipée d'éléments filaires traversant les empreintes. Ces éléments filaires sont de préférence réalisés à base de silice. Lors de la coulée du métal dans ces empreintes, le métal en fusion entoure les éléments filaires, qui sont ensuite éliminés pour laisser place à des canaux de refroidissement traversant l'élément aubagé solidifié. En fonctionnement, l'air de refroidissement peut circuler du pied vers la tête de l'élément aubagé, pour en assurer son refroidissement.
Les éléments filaires en silice, également dénommés tubes de verre, cheminent donc à travers les empreintes de la carapace, sensiblement selon la direction d'envergure des éléments aubagés. Une portion de ces éléments filaires, dite sensible, se trouve en regard radialement de la sortie du distributeur de métal. Cette portion est effectivement dite sensible, car elle s'avère sujette aux risques de casse dus à l'impact du flux de métal sortant du distributeur. Si une telle cassure de l'un ou de plusieurs éléments filaires se produit suite à l'impact du flux de métal, la pièce est réputée défectueuse, puis rebutée.
Pour tenter de résoudre ce problème, le document EP 0 899 039 propose de renforcer les tubes de quartz par une fibre de carbone insérée à l'intérieur du tube. Néanmoins, cette technique reste coûteuse, et peut ne pas se révéler entièrement satisfaisante.
I l existe donc un besoin d'optimisation de la technique actuelle, pour réduire les risques de casse des éléments filaires en verre. EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un modèle en forme de grappe, a utour duquel est destinée à être formée une ca rapace pour la fabrication pa r moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, ledit modèle comprenant :
- une pluralité de répliques en cire chacune correspondant à l'un des desdits éléments aubagés de turbomachine, chaque réplique comprenant une partie pa le située entre une première extrémité et une seconde extrémité, et étant traversée par des éléments filaires destinés à former ultérieurement des canaux de refroidissement à travers l'élément aubagé, les éléments filaires traversant successivement la première partie d'extrémité, la partie pale et la seconde partie d'extrémité ;
- une portion pour la distribution de méta l, présentant un axe central autour duquel sont réparties les répliques en cire ;
- une zone de raccord entre la portion de distribution de métal et la seconde partie d'extrémité de chaque réplique en cire.
Selon l'invention, le modèle en forme de grappe comporte au niveau de chaque zone de raccord un écran de protection visant à protéger, lors d'une étape de coulée de métal dans la carapace, une portion sensible desdits éléments filaires contre l'impact direct d'un flux de métal, ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité, radialement vers l'extérieur pa r rapport à l'écra n de protection, selon ledit axe central. De manière analogue, l'invention a pour objet une carapace pour la fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, ladite carapace en forme de grappe comprenant :
- une pluralité d'éléments aubagés de carapace chacun destiné à l'obtention de l'un desdits éléments aubagés de turbomachine, chaque élément aubagé de carapace comprenant une partie pale située entre une première partie d'extrémité et une seconde partie d'extrémité, chaque élément aubagé de carapace définissant une cavité au sein de laquelle sont agencés des éléments filaires autour desquels du métal est destiné à être coulé, les éléments filaires traversant successivement la première partie d'extrémité, la partie pale et la seconde partie d'extrémité ;
- un distributeur de métal présentant un axe central autour duquel sont répartis lesdits éléments aubagés de carapace, ledit distributeur de métal comprenant une pluralité de sorties de métal chacune ouverte radialement en direction de l'un des éléments aubagés de carapace et communiquant avec la seconde partie d'extrémité de cet élément aubagé de carapace.
Selon l'invention, la carapace comporte, associé à chaque seconde partie d'extrémité, un écran de protection visant à protéger une portion sensible desdits éléments filaires contre l'impact direct d'un flux de métal provenant du distributeur, ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité, en aval de l'écran de protection. Bien entendu, le terme aval est ici à considérer au regard d'une direction principale d'écoulement du métal, au sein des pièces concernées de la carapace. En d'autres termes, lors de la coulée, le métal rencontre d'abord l'écran de protection avant de rencontrer la portion sensible des éléments filaires, que cet écran vise à protéger.
L'invention est remarquable en ce qu'elle permet, de façon astucieuse et peu coûteuse, de limiter fortement les risques de casse des éléments filaires lors de la coulée ultérieure de métal au sein de la carapace. En effet, les écrans de protection ont pour fonction de dévier le flux de métal de manière à ce qu'il n'impacte plus directement la portion sensible des éléments filaires. Grâce à cette déviation du flux, le métal peut contourner la partie sensible avant d'entrer en contact avec elle, ce qui réduit considérablement les impacts thermiques et mécaniques sur les éléments filaires. En d'autres termes, grâce à l'invention, les éléments filaires ne sont pas impactés directement par le flux de métal au niveau de leur surface orientée radialement en regard de la sortie du distributeur, mais impactés au niveau de leur surface opposée.
L'invention présente au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. De plus, il est noté que si les caractéristiques mentionnées ci-dessous sont décrites en relation avec la carapace, il doit être compris qu'elles s'appliquent de manière analogue au modèle en forme de grappe, autour duquel cette carapace est destinée à être formée.
Ledit écran de protection est agencé au niveau de ladite sortie de métal du distributeur en s'étendant axialement à travers l'intégralité de cette sortie de métal, de façon à forcer le flux de métal à circuler d'un côté et/ou de l'autre côté de l'écran.
L'écran de protection est agencé radialement en regard de ladite portion sensible desdits éléments filaires.
L'écran de protection présente une forme parallélépipédique rectangle. Néanmoins, de nombreuses autres formes peuvent convenir, par exemple cylindrique, sphérique, elliptique, ovoïde, etc. La forme de parallélépipède rectangle a cependant été retenue pour les résultats très performants observés lors de tests sur la carapace conformée selon l'invention.
L'écran de protection est réalisé à partir d'un élément en céramique équipant un modèle en forme de grappe autour duquel la carapace est destinée à être formée, ou réalisé lors de la formation de cette carapace par remplissage d'une empreinte dédiée dans ledit modèle en forme de grappe, partiellement en cire.
La carapace est réalisée en céramique, de préférence par trempage.
Lesdits éléments filaires sont réalisés à base de silice, de préférence sous forme de tubes.
Lesdits éléments aubagés de carapace sont chacun conçus pour l'obtention d'une aube mobile unique, telle qu'une aube de roue mobile de compresseur ou de turbine.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle carapace, comprenant la réalisation d'un modèle en forme de grappe autour duquel la carapace est destinée à être formée, ledit modèle étant équipé de pièces en céramique destinées à former lesdits écrans de protection, ou bien équipé d'empreintes da ns lesquelles la carapace est destinée à être formée pour constituer lesdits écrans de protection. A cet égard, la carapace est préférentiellement obtenue par trempage du modèle en forme de grappe dans plusieurs bains de céramique.
Enfin, l'invention a également pour objet un procédé de fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés de turbomachine d'aéronef, mis en œuvre à l'aide d'une telle carapace et/ou d'un tel modèle en forme de grappe, le procédé comprenant une étape de coulée du métal dans la ca rapace, au cours de laquelle chaque écran de protection dévie le métal en fusion de façon à ce que ce métal contourne la partie sensible des éléments filaires avant d'entrer en contact avec celle-ci. Com me évoqué ci-dessus, grâce à cette technique propre à l'invention, les éléments filaires ne sont donc pas impactés directement par le flux de métal au niveau de leur surface orientée radialement en regard de la sortie du distributeur, mais impactés au niveau de leur surface opposée.
De préférence, le procédé comprend les étapes successives suivantes :
- réalisation de la carapace ;
- coulée du métal dans la carapace ;
- extraction des éléments aubagés obtenus dans les éléments aubagés de carapace ; et
- élimination des éléments filaires, de manière à laisser apparaître des canaux de refroidissement à travers les éléments aubagés.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront da ns la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;
- la figure 1 représente une vue en perspective d'un élément aubagé de turbomachine destiné à être obtenu par la mise en œuvre du procédé selon la présente invention, ledit élément aubagé se présentant sous la forme d'une aube mobile de turbine haute pression ;
- la figure 2 représente une vue en perspective d'un modèle en forme de grappe servant à la fabrication d'une carapace pour la réalisation, par moulage à cire perdue, d'aubes du type de celle montrée sur la figure 1 ;
- la figure 3 représente une vue partielle agrandie de celle de la figure 2 ;
- la figure 4 représente une vue en coupe prise le long de la ligne IV-IV de la figure 3 ;
- la figure 5 représente une vue en coupe prise selon le plan V-V de la figure 3 ;
- la figure 5a est une vue similaire à celle de la figure 5, avec le modèle en forme de grappe représenté selon une alternative de réalisation ;
- la figure 6 est une vue en perspective similaire à celle de la figure 3, selon un angle de vue différent ;
- la figure 7 représente une vue schématique d'une carapace spécifique à la présente invention, obtenue à l'aide du modèle en forme de grappe montré sur les figures précédentes ;
- la figure 8 représente une vue partielle en coupe d'un élément aubagé de carapace ;
- la figure 9 montre une sortie de métal prévue sur le distributeur de la carapace, et correspond à une vue en coupe prise le long de la ligne IX-IX de la figure 10 ;
- la figure 10 est une vue en coupe prise le long de la ligne X-X de la figure
9 ; et
- les figures 11 et 12 représentent des vues similaires à celle de la figure 10, avec la carapace schématisée dans des états différents au cours du début d'une étape de coulée du métal.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence à la figure 1, il est représenté un exemple d'une aube mobile 1 de turbine haute pression pour turbomachine d'aéronef. De façon conventionnelle, cette aube 1 comprend une pale 2 s' étendant à partir d'une extrémité 4 formant un pied d'aube, et comprenant une plateforme 8 destinée à délimiter une veine principale de circulation des gaz.
L'aube 1 comporte des canaux 3 de passage d'air de refroidissement. Ces canaux de refroidissement 3 traversant entièrement l'aube, selon la direction de l'envergure de l'aube. Aussi, chaque canal 3 débouche au niveau de la tête ou sommet de l'aube, ainsi qu'au niveau du pied 4 de celle-ci.
Il est noté que dans la suite de la description, les termes « haut », « bas », « dessus » et « dessous » s'entendent suivant l'orientation des vues sur les figures.
L'invention vise à fabriquer l'aube mobile 1 à partir d'une carapace destinée à être réalisée par un procédé spécifique à l'invention, dont un mode de réalisation préféré va à présent être décrit en référence aux figures 2 à 10. Néanmoins, il est noté que l'invention peut également s'appliquer à la fabrication d'aubes mobiles de compresseur, ou encore à la fabrication d'aubes de stator de compresseur ou de turbine, réalisées isolément ou par secteurs comprenant plusieurs aubes.
Pour la fabrication de la carapace, il est tout d'abord réalisé un modèle en forme de grappe autour duquel une carapace de céramique est destinée à être formée ultérieurement. Le modèle 100 est essentiellement composé d'éléments sacrificiels réalisés en cire, mais pas exclusivement. Cependant, par la suite, il sera dénommé « modèle en cire ».
Sur la figure 2, le modèle en cire 100 est représenté dans une position dans laquelle la carapace est ensuite remplie de métal. Néanmoins, la réalisation du modèle en cire dans une position retournée par rapport à celle montrée sur la figure 2 facilite l'opération d'assemblage des différents éléments constitutifs de ce modèle en cire, qui vont à présent être décrits.
Le modèle 100 comporte tout d'abord une portion pour la distribution de métal, référencée 12a. Cette portion en cire comprend un élément central plein 13a de forme révolutionnaire, cylindrique ou conique, d'axe central 14a qui coïncide avec l'axe central de l'ensemble du modèle en cire 100. L'axe 14a est orienté verticalement, et donc considéré comme représentant la direction de la hauteur. L'élément central plein 13a est fixé à un godet de coulée de métal 35 de forme conique, situé au-dessus de cet élément plein 13a. Ce dernier est relié par des bras radiaux 15a à une couronne de distribution 17a centrée sur l'axe 14a. Les bras 15a et la couronne 17a sont agencés juste au-dessous du godet de coulée 35.
Pour renforcer le maintien de la couronne 17a de la portion de distribution 12a, il est prévu plusieurs renforts de maintien en cire/céramique 23a reliant la couronne 17a au godet 35. Ces renforts 23a sont orientés sensiblement verticalement dans la position du modèle 100 schématisé sur la figure 2.
De plus, à la périphérie de la couronne de distribution 17a, il est fixé des répliques en cire la de l'aube de turbine représentée sur la figure 1.
Chaque réplique la comprend donc une pale 2a, agencée entre une première extrémité 4a et une seconde extrémité 6a auxquelles la pale est raccordée. La première extrémité 4a forme un pied d'aube, et comprend une plateforme 8a. La seconde extrémité 6a est quant à elle agencée au-dessus de la tête de pale, au niveau de la couronne de distribution 17a selon la direction de la hauteur. La seconde extrémité 6a présente une forme élargie par rapport à la pale 2a, comme cela a été représenté de manière schématique sur la figure 2.
La direction selon laquelle se succèdent la pale 2a et les extrémités 4a, 6a correspond à la direction radiale ou direction d'envergure de l'élément aubagé en cire la, cette direction étant de préférence sensiblement parallèle à la direction de l'axe 14a, c'est- à-dire parallèle à la direction de la hauteur de la réplique 100.
Les aubes en cire la sont traversées par des éléments filaires 19 en verre, destinés à former ultérieurement les canaux de refroidissement précités 3, représentés sur la figure 1. Ils traversent intégralement chaque aube la, en passant successivement par la première extrémité 4a, la partie pale 2a, et la seconde partie d'extrémité 6a raccordée à la couronne de distribution 17a. Comme cela est visible sur la figure 2, les éléments filaires 19, de préférence en forme de tubes de verre à base de silice, font saillie de part et d'autre de chaque aube la, selon la direction d'envergure.
Les aubes en cire la s'étendent donc vers le haut, en étant disposées autour de l'axe 14a, et également autour d'un support central en cire 24a s'étendant selon ce même axe, vers le bas à partir de l'élément central 13a de la portion de distribution 12a. Le support 24a prend préférentiellement la forme d'un cylindre d'axe 14a, qui s'étend jusqu'à proximité de l'extrémité 4a de l'aube en cire la.
Des bras radiaux intermédiaires en cire 26a relient le support 24a aux pales 2a, à mi-hauteur de celles-ci.
Enfin, l'extrémité basse du support 24a est reliée aux extrémités 4a des aubes en cire la, via une couronne de distribution secondaire 27a, semblable à la couronne 17a précitée.
Les aubes en cire la forment la paroi périphérique de la réplique en cire 100, d'axe 14a. Elles sont espacés circonférentiellement les unes des autres, et définissent un espace intérieur centré sur cet axe 14a, espace dans lequel se trouve donc le support 24a précité.
Il est noté que si les répliques la ont été représentées avec le pied d'aube 4a agencé en bas par rapport à la pale 2a dans la position de la figure 2, ce pied 4a pourrait alternativement être agencé en haut, sans sortir du cadre de l'invention.
En référence à présent plus spécifiquement aux figures 3 à 6, lors de la réalisation de la réplique en cire 100, il est assemblé sur celle-ci des écrans de protection en céramique 28. Ces écrans 28 sont agencés à la périphérie de la couronne de distribution 17a, au niveau d'une zone de raccord 30a entre la couronne 17a et chaque seconde partie d'extrémité 6a. Comme cela sera détaillé ci-après, ces écrans 28 ont pour fonction de dévier le flux de métal coulé ultérieurement dans la carapace, de manière à ce qu'il n'impacte plus directement la portion sensible des éléments filaires. Grâce à cette déviation du flux, le métal peut contourner la partie sensible avant d'entrer en contact avec elle, ce qui réduit les impacts thermiques et mécaniques sur les éléments filaires en verre.
Chaque écran de protection 28 présente une forme sensiblement parallélépipédique rectangle, ou bien celle d'un secteur angulaire d'une pièce révolutionnaire, d'axe 14a. Son grand axe est de préférence orienté sensiblement parallèlement à l'axe 14a. L'écran 28 est logé dans un renfoncement de la périphérie de la couronne 17a, de manière à ce que sa surface orientée radialement vers l'extérieur se trouve sensiblement dans la continuité géométrique du chant périphérique de cette couronne, comme cela est visible sur les figures 3 et 5. Néanmoins, l'écran 28 pourrait être agencé plus vers l'extérieur dans la direction radiale, par exemple de manière à traverser la zone de raccord 30a, sans sortir du cadre de l'invention.
Sur la figure 5, il est également possible d'apercevoir l'écran 28 en regard radialement des éléments filaires en verre 19, destinés à être protégés du flux de métal par cet écran. De plus, les éléments filaires 19 sont agencés radialement vers l'extérieur par rapport à l'écran 28, selon l'axe central 14a.
En outre, l'écran de protection 28 s'étend verticalement au-delà de la couronne de distribution 17a, de part et d'autre de celle-ci, comme cela est le mieux visible sur les figures 4 et 6. Grâce à cet agencement, lorsque la couronne de distribution en cire 17a est éliminée et qu'elle laisse place, au niveau de la zone de jonction 30a, à une sortie de métal (dont le futur emplacement est identifié par la référence 30 sur les figures 4 et 5), le flux de métal est forcé de circuler d'un côté de l'écran, c'est-à-dire de contourner circonférentiellement ce dernier.
Comme cela sera décrit ci-après, la carapace est destinée à être formée autour du modèle en cire 100, et donc autour des écrans 28 qui resteront intégrés à cette carapace lors de la coulée du métal, et qui ne seront donc pas éliminés avec le reste du modèle 100 avant cette coulée. Cependant, dans l'alternative de réalisation représentée sur la figure 5a, les écrans de protection en céramique sont remplacés par des empreintes 28' de même forme, destinées à être remplies par les matériaux constitutifs de la carapace lors de la formation de celle-ci. Aussi, dans cette alternative de réalisation, les écrans de protection sont formés en même temps que la carapace, et forment une pièce unique.
Après l'obtention du modèle en cire 100 décrit sur les figures 2 à 6, il est procédé à la fabrication de la carapace autour de ce modèle. La mise en œuvre l'étape de réalisation de la carapace en céramique s'effectue par trempage du modèle 100 dans des bains successifs (non représentés). Cette étape est connue en tant que telle, et ne sera donc pas davantage décrite.
Après son séchage, la carapace 200 qui est obtenue est représentée schématiquement sur les figures 7 à 10. Elle présente également une forme générale de grappe, et comporte bien entendu des éléments similaires à ceux de la réplique en cire 100. Ces éléments de carapace vont à présent être décrits, avec la carapace représentée dans une position telle qu'adoptée ensuite lorsqu'elle est remplie de métal.
La carapace 200 comporte tout d'abord un distributeur de métal, référencée 12b. Le distributeur comprend un élément central plein 13b de forme révolutionnaire, cylindrique ou conique, d'axe central 14b qui coïncide avec l'axe central de la carapace 200, orienté verticalement.
L'élément central plein 13b est fixé au godet de coulée de métal 35, qui peut être recouvert intégralement ou partiellement de la carapace. Des bras radiaux 15b relient l'élément central plein 13b à une couronne de distribution 17b centrée sur l'axe 14b. Les bras 15b et la couronne 17b sont agencés juste au-dessous du godet de coulée 35.
Pour renforcer le maintien de la couronne 17b, il est prévu plusieurs renforts de maintien en cire/céramique 23b reliant la couronne 17b au godet 35. Ces renforts 23b sont orientés sensiblement verticalement dans la position de la carapace 200 schématisée sur la figure 7.
De plus, à la périphérie de la couronne de distribution 17b, il est fixé des éléments aubagés de carapace lb. Ces éléments lb sont dits aubagés car après élimination de la réplique en cire la, ils forment chacun intérieurement une cavité correspondant à l'une des aubes 1.
Comme cela est visible sur les figures schématiques 7 et 8, chaque élément aubagé de carapace lb comprend donc une partie de pale 2b, agencée entre une première extrémité 4b et une seconde extrémité 6b auxquelles la pale est raccordée. La première extrémité 4b forme un pied d'aube, et comprend une plateforme 8b. La seconde extrémité 6b est quant à elle agencée au-dessus de la tête de pale, au niveau de la couronne de distribution 17b selon la direction de la hauteur. La seconde extrémité 6b présente une forme élargie par rapport à la pale 2b, comme cela a été représenté de manière schématique sur la figure 8.
La direction selon laquelle se succèdent la partie pale 2b et les extrémités 4b, 6b correspond à la direction radiale ou direction d'envergure de l'élément aubagé de carapace lb, cette direction étant de préférence sensiblement parallèle à la direction de l'axe 14b, c'est-à-dire parallèle à la direction de la hauteur de la carapace 200. Les cavités définies par les aubes de carapace lb sont traversées par les éléments filaires 19 en verre, destinés à former ultérieurement les canaux de refroidissement des aubes. Ils traversent intégralement chaque élément lb, en passant successivement par la première partie d'extrémité 4b, la partie pale 2b, et la seconde partie d'extrémité 6b raccordée à la couronne de distribution 17b. Comme cela est visible sur les figures 7 et 8, les extrémités hautes et basses des éléments filaires en verre 19 sont noyées dans la carapace 200, ce qui assure leur maintien au sein des différentes cavités qu'ils traversent.
Les éléments aubagés de carapace lb s'étendent donc vers le haut, en étant disposées autour de l'axe 14b, et également autour d'un support central 24b s' étendant selon ce même axe, vers le bas à partir de l'élément central 13b. Le support 24b prend préférentiellement la forme d'un cylindre creux d'axe 14b, qui s'étend jusqu'à proximité de l'extrémité 4b des éléments aubagés lb.
Des bras radiaux intermédiaires 26b relient le support 24b aux parties de pale 2b, à mi-hauteur de celles-ci.
En outre, l'extrémité basse du support 24b est reliée aux extrémités 4b des éléments aubagés lb, via une couronne secondaire de distribution de métal 27b, semblable à la couronne 17b précitée.
Les éléments aubagés lb forment la paroi périphérique de la carapace 200, d'axe 14b. Ils sont espacés circonférentiellement les uns des autres, et définissent un espace intérieur centré sur cet axe 14b, espace dans lequel se trouve donc le support 24b.
En référence à présent plus spécifiquement aux figures 9 et 10, il est montré le distributeur 17b avec l'une de ses sorties de métal 30, correspondant à une ouverture radiale sur le chant de ce distributeur, c'est-à-dire à la périphérie de celui-ci, là où se trouvait la zone de raccord 30a sur le modèle en cire 100. Cette sortie de métal 30 est donc obtenue par élimination de la cire, qui occupait initialement cette ouverture, orientée radialement vers l'extérieur en direction de la seconde partie d'extrémité 6b, avec laquelle elle communique directement.
La sortie de métal 30 est équipée de l'écran de protection 28, obturant une partie d'extrémité circonférentielle de cette sortie. L'écran 28, agencé au niveau de la jonction avec la seconde partie d'extrémité 6b, est donc situé en amont de la portion sensible des éléments filaires 19 logés dans la cavité de cette seconde partie d'extrémité 6b, le terme amont étant à considérer au regard d'une direction principale d'écoulement du métal au sein des pièces concernées.
II est également prévu pour être entouré de la carapace à ses extrémités haute et basse, comme cela est visible sur la figure 9. Le fait de noyer ces extrémités dans la carapace 200 permet d'assurer son maintien au sein de celle-ci. Cela permet également à l'écran de s'étendre axialement à travers l'intégralité de la sortie de métal 30, c'est-à-dire sur toute la hauteur de celle-ci. En s'étendant axialement de la sorte, l'écran 28 force le flux de métal à circuler d'un côté de cet écran, afin d'obtenir l'effet escompté de déviation du flux, aux fins précitées.
De plus, l'écran de protection 28 est agencé radialement en regard de la portion sensible des éléments filaires 19 en verre. L'étendue circonférentielle de l'écran n'est pas nécessairement identique à celle du réseau d'éléments filaires, mais peut être inférieure. Cette étendue circonférentielle, ainsi que d'autres paramètres comme la position de l'écran 28 au sein de la sortie de métal 30, peuvent être ajustés de façon à ce que lors de la coulée ultérieure, le flux de métal soit correctement dévié et qu'il n'impacte pas directement la portion sensible des éléments filaires 19. Par conséquent, en fonction de la géométrie de la carapace et de la position des éléments filaires 19, l'écran 28 pourrait être placé autre part qu'à l'une des extrémités de la sortie de métal 30, de façon à forcer le métal à circuler de part et d'autre de celui-ci, afin de protéger correctement la partie sensible de ces éléments filaires.
Après l'obtention de la carapace 200 et l'élimination de l'essentiel du modèle 100 enfermé dans celle-ci, la carapace est préchauffée à haute température dans un four dédié, par exemple à 1150°C, afin de favoriser la fluidité du métal dans la carapace pendant la coulée.
A la sortie du préchauffage de la carapace, du métal sortant d'un four de fusion est coulé dans les empreintes via le godet 35, avec la carapace dans la position telle que montrée sur la figure 7, c'est-à-dire avec le godet 35 ouvert vers le haut et toujours l'axe 14b orienté verticalement. Le métal en fusion emprunte donc successivement le godet 35, le distributeur 12b, puis les éléments aubagés de carapace lb, en s'écoulant simplement par gravité. Le métal s'écoule également vers le bas à l'intérieur du support 24b, pour alimenter ensuite les bras radiaux intermédiaires 26b et la couronne de distribution secondaire 27b. D'ailleurs, même s'il s'agit d'une région moins sensible, les secondes parties d'extrémité 4b situées en bas de la carapace pourraient être équipées d'écrans sensiblement identiques pour la protection de la portion des tubes de verre 19 située radialement en regard des sorties de métal du distributeur secondaire 27b, sans sortir du cadre de l'invention.
Il est noté que les renforts 23b sont préférentiellement pleins, en céramique, donc non traversés par le métal en fusion lors de la coulée dans la carapace 300.
Lors de l'initiation de cette coulée, le métal circule à travers l'élément central plein 13b, les bras radiaux 15b, puis chemine circonférentiellement à travers la couronne 17b jusqu'à arriver à proximité de la sortie de métal 30. Comme cela a été représenté schématiquement sur la figure 11, le métal 40 arrivant à l'extrémité circonférentielle de la sortie 30 ne peut pas passer à travers cette sortie, car elle est obturée par l'écran de protection 28 qui dévie le flux. Le flux passe donc à côté, dans la direction circonférentielle, de l'écran de protection 28, pour ensuite transiter par la partie non- obturée de la sortie de métal 30.
Grâce à cette déviation et à la célérité du flux de métal, ce dernier peut contourner la partie sensible des éléments filaires verre 19, avant d'entrer en contact avec ces éléments, ce qui réduit les impacts thermiques et mécaniques sur les éléments filaires en verre. Comme cela a été schématisé sur la figure 12, grâce au contournement réalisé, la partie sensible des éléments filaires en verre 19 n'est pas impactée directement par le flux de métal au niveau de leur surface orientée radialement vers l'intérieur en regard de la sortie 30, mais impactée au niveau de leur surface opposée, orientée radialement vers l'extérieur.
Après le refroidissement du métal suite à la coulée, la carapace est détruite, puis les aubes mobiles 1 sont extraites de la grappe pour d'éventuels usinages et opérations de finition et de contrôle. Parmi ces étapes, celle de l'élimination des tubes de verre 19 encore présents au sein des aubes obtenues. Cette étape d'élimination est réalisée de manière conventionnelle, par exemple par destruction chimique.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Modèle en forme de grappe (100), autour duquel est destinée à être formée une carapace (200) pour la fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, ledit modèle comprenant :
- une pluralité de répliques en cire (la) chacune correspondant à l'un des desdits éléments aubagés de turbomachine (1), chaque réplique (la) comprenant une partie pale (2a) située entre une première extrémité (4a) et une seconde extrémité (6a), et étant traversée par des éléments filaires (19) destinés à former ultérieurement des canaux de refroidissement à travers l'élément aubagé (1), les éléments filaires (19) traversant successivement la première partie d'extrémité (4a), la partie pale (2a) et la seconde partie d'extrémité (6a) ;
- une portion (12a) pour la distribution de métal, présentant un axe central (14a) autour duquel sont réparties les répliques en cire (la) ;
- une zone de raccord (30a) entre la portion de distribution de métal (12a) et la seconde partie d'extrémité (6a) de chaque réplique en cire (la) ;
caractérisé en ce que le modèle (100) en forme de grappe comporte au niveau de chaque zone de raccord (30a) un écran de protection (28) visant à protéger, lors d'une étape de coulée de métal dans la carapace, une portion sensible desdits éléments filaires (19) contre l'impact direct d'un flux de métal (40), ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité (6a), radialement vers l'extérieur par rapport à l'écran de protection (28), selon ledit axe central (14a).
2. Carapace (200) pour la fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, ladite carapace en forme de grappe comprenant :
- une pluralité d'éléments aubagés de carapace (lb) chacun destiné à l'obtention de l'un desdits éléments aubagés de turbomachine (1), chaque élément aubagé de carapace (lb) comprenant une partie pale (2b) située entre une première partie d'extrémité (4b) et une seconde partie d'extrémité (6b), chaque élément aubagé de carapace (lb) définissant une cavité au sein de laquelle sont agencés des éléments filaires (19) autour desquels du métal est destiné à être coulé, les éléments filaires traversant successivement la première partie d'extrémité (4b), la partie pale (2b) et la seconde partie d'extrémité (6b) ;
- un distributeur de métal (12b) présentant un axe central (14b) autour duquel sont répartis lesdits éléments aubagés de carapace (lb), ledit distributeur de métal comprenant une pluralité de sorties de métal (30) chacune ouverte radialement par rapport à l'axe central (14b) en direction de l'un des éléments aubagés de carapace (lb) et communiquant avec la seconde partie d'extrémité (6b) de cet élément aubagé de carapace ;
caractérisée en ce que la carapace (200) comporte, associé à chaque seconde partie d'extrémité (6b), un écran de protection (28) visant à protéger une portion sensible desdits éléments filaires (19) contre l'impact direct d'un flux de métal (40) provenant du distributeur, ladite portion sensible étant située dans la seconde partie d'extrémité (6b), en aval de l'écran de protection (28).
3. Carapace selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit écran de protection (28) est agencé au niveau de ladite sortie de métal (30) du distributeur en s'étendant axialement à travers l'intégralité de cette sortie de métal, de façon à forcer le flux de métal à circuler d'un côté et/ou de l'autre côté de l'écran (28), et/ou en ce que l'écran de protection (28) est agencé radialement en regard de ladite portion sensible desdits éléments filaires (19), ledit écran de protection (28) présentant de préférence une forme parallélépipédique rectangle.
4. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'écran de protection (30) est réalisé à partir d'un élément en céramique équipant un modèle en forme de grappe (100) autour duquel la carapace (200) est destinée à être formée, ou réalisé lors de la formation de cette carapace (200) par remplissage d'une empreinte dédiée (28') dans ledit modèle en forme de grappe (100).
5. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en céramique.
6. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que lesdits éléments filaires (19) sont réalisés à base de silice.
7. Carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que lesdits éléments aubagés de carapace (lb) sont chacun conçus pour l'obtention d'une aube mobile unique (1).
8. Procédé de fabrication d'une carapace selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, comprenant la réalisation d'un modèle en forme de grappe (100) autour duquel la carapace (200) est destinée à être formée, ledit modèle étant équipé de pièces en céramique (28) destinées à former lesdits écrans de protection, ou bien équipé d'empreintes (28') dans lesquelles la carapace est destinée à être formée pour constituer lesdits écrans de protection (28).
9. Procédé de fabrication par moulage à cire perdue d'une pluralité d'éléments aubagés (1) de turbomachine d'aéronef, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre à l'aide d'une carapace (200) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 et/ou à l'aide d'un modèle (100) en forme de grappe selon la revendication 1, le procédé comprenant une étape de coulée du métal dans la carapace, au cours de laquelle chaque écran de protection (28) dévie le métal en fusion (40) de façon à ce que ce métal contourne la partie sensible des éléments filaires avant (19) d'entrer en contact avec celle-ci.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes :
- réalisation de la carapace (200) ;
- coulée du métal dans la carapace ;
- extraction des éléments aubagés (1) obtenus dans les éléments aubagés de carapace (lb) ; et - élimination des éléments filaires (19), de manière à laisser apparaître des canaux de refroidissement (3) à travers les éléments aubagés (1).
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