WO2022195207A1 - Procédé de fabrication d'un disque de soufflante avec partie en fabrication additive - Google Patents

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WO2022195207A1
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cylindrical shape
machining
relief
manufacturing
axis
Prior art date
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PCT/FR2022/050451
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Alexandre Michel Henri Hasquenoph
Hamza Guessine
Jeremy Smith
Antonin VIGOURT
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Safran Aircraft Engines
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Publication date
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Definitions

  • TITLE Process for manufacturing a fan disc with part in additive manufacturing
  • the technical field of the invention is that of aeronautical turbine engines, in particular turbine engines with a very high bypass rate and more particularly the fan disk fitted to said engines.
  • the fan disk is located in the upstream part of the turbine engine and carries the blades. Its main function is to transmit torque from the low pressure compressor shaft to the blades.
  • the blades are mounted on the periphery of the disc by engagement of the blade roots in cells formed on the periphery of the disc in the form of grooves for the radial retention of the blade roots.
  • This disk is described in particular in documents EP 1 400 698, FR 3 081 520, FR 3 048 997. It comprises a plurality of substantially axial grooves regularly distributed angularly and intended to receive a plurality of removable blades which extend radially outwards at the periphery of said disk, each blade comprising a blade root seated in a groove. It also has several protruding perforated nipples on its rear periphery which complete the attachment of the blades. Two raised internal ferrules are also provided at the front and rear for front attachment of the blades and for attachment of the fan disc to the drive shaft. These different elements must be machined from a raw part.
  • the fan is subjected to significant stresses, it is therefore necessary to use materials with improved properties which are obtained by means of a forging process.
  • the invention offers a solution to the problems mentioned above, by greatly reducing the size of the rough and the pre-machined, by reducing the costs of obtaining the rough and the pre-machined which are of simpler form while offering both the possibility of changing the material and, potentially, gaining mass on the finished part, and of producing new shapes that cannot be manufactured with conventional means for secondary functions.
  • the object of the invention is to produce the disk partly by additive manufacturing.
  • the method of manufacturing a fan disk of a turbine engine according to the invention is characterized in that it comprises the following steps: a step of forging a first cylindrical shape with axis X, a step machining the first cylindrical shape to obtain a second cylindrical shape, a step of adding by additive manufacturing at least one element in relief on the second cylindrical shape.
  • the first cylindrical shape is a simplified raw part which includes the main parts of the disc without the various raised parts, in particular those of small sizes, such as the studs and the ferrules, it is therefore smaller and of more simple as the raw part of the state of the art. It is therefore lighter and less bulky, and therefore less expensive.
  • the second cylindrical shape made from the first cylindrical shape is a semi-finished part which does not include the elements in relief. It is also lighter and less bulky. The part is less expensive because not only is there less material, but also less material is lost during machining.
  • the method according to the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or according to all technically possible combinations.
  • the second cylindrical shape has an outer face and an inner face, and the element in relief is located on the outer face of the second cylindrical shape.
  • the relief element is added by additive manufacturing on the outer face of the second cylindrical shape, there can be one or more, they can be continuous or discontinuous.
  • the second cylindrical shape has an outer face and an inner face and the element in relief is located on the inner face of the second cylindrical shape.
  • the relief element is added by additive manufacturing on the inner face of the second cylindrical shape, there can be one or more, they can be continuous or discontinuous
  • the element in relief is circular with an X axis. It can be located inside or outside the second cylindrical shape, at the front or at the rear of the latter. It may include fixing elements and therefore be perforated.
  • This element can for example constitute a ferrule.
  • the element in relief is a stud.
  • the nipple is protruding and semi-circular in shape connected to the second cylindrical shape.
  • the stud is pierced along an X' axis.
  • the hole is used to fix the blade and it can also be tapped.
  • the X' axis is parallel to the X axis.
  • studs are added to the outside of the second cylindrical shape.
  • the studs are arranged in a circular manner on the second form. The nipples will, for example, allow the rear fixing of each blade.
  • the invention also relates to a fan disk obtained by the process according to with at least one of the preceding characteristics.
  • FIG. 1 is a cross-section of the front end of a turbine engine with a state-of-the-art fan disk
  • FIG. 2 shows detail ll-ll of figure 1 showing the raw part and the finished part made with a process of the state of the art
  • FIG. 3 is a perspective view of another prior art fan disk
  • FIG. 4 is a cross-section of part of the fan in FIG. 3 showing the raw part and the finished part produced using a prior art process
  • FIG. 5 is a section of the part of FIG. 1 showing the raw part and the finished part made with a method according to the invention
  • FIG. 6 is a section of the part of figure 4 showing the raw part and the finished part produced with a method according to the invention
  • FIG. 7 shows the steps of the method according to the invention.
  • the upstream part of the turbine engine will be called “front” in the direction of the air flow according to arrow A and "rear", the downstream part.
  • the part located towards the inside of the cylindrical part will be called “inner”, and the “outer” on the outer part will be called.
  • the turbine engine 1 comprises blades 2 and a fan disk 3 on which the blades 2 are arranged.
  • the turbine engine 1 and the fan disk 3 have a common axis X.
  • the fan disk 3 is hollow and cylindrical in shape.
  • the shape of the blank 4 is shown by the solid line while the profile of the fan disk 3 is dotted.
  • the fan disc 3 comprises studs 33 on its outer surface and a front shroud 31 on its front part and a rear shroud 32 on its rear part, as well as feet 34 inside.
  • the studs 33 and the front shroud 31 are used to fix the blades 2, while the rear shroud 32 is fixed to the shaft 5. All these elements in relief must be contained in the blank 4 to obtain a one-piece part able to meet to the different opposites undergone by the blades 2.
  • the realization of the fan disc 3 from the blank 4 according to the state of the art is as follows: production of a blank 4 of annular shape by forging roughly enveloping the entire final part and, machining of the blank 4 by the outside to precisely produce the outer roughness such as the pins 33, but also grooves 36 on the outer surface 301, machining of the blank 4 from the inside to precisely produce the inner roughness such as the feet 34 on the inner surface 300 , machining of the blank 4 from the front and from the rear to precisely produce the front asperities such as the front ferrule 31 and rear such as the rear ferrule 32.
  • the blank 4 cannot have a complex shape or be cut too much, it must always be machined to respect the dimensions and shapes necessary for the production of the final part. Indeed, the final part must meet certain tolerances that are incompatible with forged parts. The machining steps are all the longer and more complex as the fan disc 3 is cut out and has a number of asperities.
  • the blank part 4 is delimited by a thick line representing a first cylindrical shape 40 while the final part is delimited by a dotted line 30.
  • he difference between the two lines represents all the material lost by the machining which is significant.
  • the profile of the fan disc 3 is different in its inner part and its rear part.
  • the fan disc 3 has studs 33 perforated along an axis X', a front shroud 31 and an inner arm 35 intended to fix the fan disc 3 on the shaft 5.
  • This inner arm 35 forms a U with the surface interior 300 of the fan disc 3. But the manufacturing process is identical.
  • the blank 4 is delimited by a continuous line representing a first cylindrical shape 40 and the fan disc 3 by a continuous line 30 with the interior hatched.
  • the gap between the lines shows the material lost by machining which is also important.
  • the shapes to be produced are very cut out and complex to produce by machining.
  • the studs 33 are first formed externally by a first machining then they are perforated along an axis X', then possibly tapped by a second machining.
  • the fan discs 3 are made differently, since it consists of using three different techniques: forging, machining and additive manufacturing.
  • the first step indicated by the reference FO in Figure 7 is a step of producing by forging a low elaborate crude 6 having a simple profile in a first cylindrical shape smaller than that of the known method.
  • the second step consists of a machining operation referenced U in Figure 7, this step U makes it possible to achieve the general shape of the fan disc 3 without its roughness in a second cylindrical shape.
  • This step U is simpler than that of the state of the art since there are fewer shapes to be made by machining and they are less complex.
  • the third step referenced FA in Figure 7 makes it possible to achieve all the missing roughnesses to obtain the final shape of the fan disk 3. These roughnesses can have more complex shapes than those made by simple machining as in the process of the state of the art.
  • the blank part 6 is delimited by a thick line representing a first cylindrical shape 60 while the final part is delimited by a dotted line 30.
  • the final shape represented by the dotted line 30 is divided into two parts: a first part 302 placed inside the first cylindrical shape 60 and a second part 303 placed outside the first cylindrical shape 60.
  • the difference between the first line 302 and the first cylindrical shape 60 represents all the material lost by the machining which is less than that of FIG.
  • the blank 4 is delimited by a continuous line representing a first cylindrical shape 60 and the fan disk 3 by a continuous line 30 with the interior hatched. It can be seen that the final shape represented by the continuous line 30 is broken down into two parts: a first part 302 arranged inside the first cylindrical shape 60 and a second part 303 arranged outside the first cylindrical shape 60 The gap between the line 302 and the first cylindrical shape 60 shows the material lost by machining which is also less than that of Figure 6.
  • the forging step FO therefore consists in producing the blank 6 according to a first cylindrical shape 60.
  • the machining step U consists in eliminating the material between the cylindrical shape 60 and the first part 302 of the line 30, in order to produce a second cylindrical shape 61.
  • the last step FA of additive manufacturing makes it possible to produce all the roughness not contained in the second cylindrical shape 61.
  • This second cylindrical shape 61 has an internal face 610 and an external face 611.
  • the forged part is in the form of the blank 6 enveloping only part of the final part, in fact the first cylindrical shape 60 does not include the protruding parts such as the studs 33 and the front shell 31.
  • a second cylindrical shape 61 is obtained delimited by the dotted line 302. On this second cylindrical shape 61 the studs 33 are added and the front shroud 31 by additive manufacturing up to line 303.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un disque de soufflante avec partie en fabrication additive Le procédé de fabrication d'un disque de soufflante (3) d'un turbomoteur (1) selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape FO de forgeage d'une première forme cylindrique (60) d'axe X, - une étape U d'usinage de la première forme cylindrique (60) pour obtenir une deuxième forme cylindrique (61), - une étape FA d'ajout par fabrication additive d'au moins un élément en relief (33, 31, 350) sur la deuxième forme cylindrique (61).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de fabrication d’un disque de soufflante avec partie en fabrication additive
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui des turbomoteurs aéronautique, en particulier les turbomoteurs à très fort taux de dilution et plus particulièrement le disque de soufflantes équipant lesdits moteurs.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0002] Le disque de soufflante est situé dans la partie amont du turbomoteur et porte les aubes. Sa fonction principale est de transmettre le couple de l’arbre de compresseur basse pression jusqu’aux aubes.
[0003] Les aubes sont montées sur la périphérie du disque par engagement des pieds des aubes dans des alvéoles formées en périphérie du disque sous forme de rainures pour la retenue radiale des pieds des aubes. Ce disque est notamment décrit dans les documents EP 1 400 698, FR 3 081 520, FR 3 048 997. Il comporte une pluralité de rainures sensiblement axiales et régulièrement réparties angulairement et destinées à recevoir une pluralités d'aubes amovibles qui s'étendent radialement vers l'extérieur à la périphérie dudit disque, chaque aube comportant un pied d'aube logeant dans une rainure. Il a également plusieurs tétons troués en saillie sur sa périphérie arrière qui complètent la fixation des aubes. Deux viroles internes en relief sont également prévues à l’avant et à l’arrière pour la fixation avant des aubes et pour la fixation du disque de soufflante sur l’arbre de transmission. Ces différents éléments doivent être usinés à partir d’une pièce brute.
[0004] La soufflante est soumise à des efforts importants, il est donc nécessaire d’utiliser des matériaux avec des propriétés améliorés qui sont obtenus grâce à un procédé de forgeage.
[0005] Les méthodes de fabrications actuelles utilisent des moyens de fabrications conventionnels (fraiseuse, tour, ...) pour la réalisation du disque de soufflante. Ces méthodes imposent un pré-usinage ainsi qu’un brut de grande taille englobant toute la pièce, c’est à dire que le brut a une enveloppe qui couvre toutes les aspérités de la pièce finie. Les pré-usinés sont lourds et chers car de grandes dimensions, ils nécessitent un cycle d’usinage prolongé et une perte de copeaux importantes, d’où beaucoup de matière perdue et un coût de fabrication élevé.
RESUME DE L’INVENTION
[0006] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en réduisant fortement la taille du brut et du pré-usiné, en diminuant les coûts d’obtentions du brut et du pré-usiné qui sont de forme plus simple tout en offrant à la fois la possibilité de changer le matériau et, potentiellement, gagner en masse sur la pièce finie, et de réaliser des formes nouvelles non fabricables avec des moyens conventionnels pour les fonctions secondaires.
[0007] L’objet de l’invention est de réaliser le disque en partie par fabrication additive.
[0008] Le procédé de fabrication d’un disque de soufflante d’un turbomoteur selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : une étape de forgeage d’une première forme cylindrique d’axe X, une étape d’usinage de la première forme cylindrique pour obtenir une deuxième forme cylindrique, une étape d’ajout par fabrication additive d’au moins un élément en relief sur la deuxième forme cylindrique.
[0009] La première forme cylindrique est une pièce brute simplifiée qui englobe les parties principales du disque sans les différentes parties en relief, en particulier celles de petites tailles, tels que les tétons et les viroles, elle est donc plus petite et de forme plus simple que la pièce brute de l’état de la technique. Elle est donc moins lourde et moins volumineuse, donc moins chère.
[0010] La deuxième forme cylindrique réalisée à partir de la première forme cylindrique est une pièce semi-finie qui ne comprend pas les éléments en relief. Elle est également moins lourde et moins encombrante. La pièce est moins chère car non seulement il y a moins de matière mais en plus on perd moins de matière au moment de l’usinage.
[0011] Les différents éléments en relief sont ajoutés par fabrications additive dans les zones qui ont été simplifiées. Mais des éléments en reliefs peuvent être placés où l’on souhaite et avoir des formes nouvelles non réalisables avec des moyens conventionnels. Les zones simplifiées, qui peuvent correspondre à des fonctions de contraintes n’ayant pas besoin des mêmes caractéristiques matériaux que le corps principal, sont rajoutés par un procédé de fabrication additive en utilisant le même matériau ou un autre ayant des propriétés plus intéressantes par rapport aux besoins (densité plus faible, meilleur tenue à la traction, ...).
[0012] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0013] Avantageusement, la deuxième forme cylindrique a une face extérieure et une face intérieure, et l’élément en relief est situé sur la face extérieure de la deuxième forme cylindrique. L’élément en relief est ajouté par fabrication additive sur la face extérieure de la deuxième forme cylindrique, il peut y en avoir un seul ou plusieurs, ils peuvent être continus ou discontinus.
[0014] Avantageusement, la deuxième forme cylindrique a une face extérieure et une face intérieure et l’élément en relief est situé sur la face intérieure de la deuxième forme cylindrique. L’élément en relief est ajouté par fabrication additive sur la face intérieure de la deuxième forme cylindrique, il peut y en avoir un seul ou plusieurs, ils peuvent être continus ou discontinus
[0015] Avantageusement, l’élément en relief est circulaire d’axe X. Il peut être situé à l’intérieur ou à l’extérieur de la deuxième forme cylindrique, à l’avant ou à l’arrière de celle-ci. Il pourra comprendre des éléments de fixation et donc être perforé. Cet élément peut par exemple constituer une virole.
[0016] Avantageusement, l’élément en relief est un téton. Le téton est en saillie et de forme semi-circulaire relié à la deuxième forme cylindrique.
[0017] Avantageusement, le téton est percé selon un axe X’. Le trou sert à la fixation de l’aube et il pourra aussi être taraudé.
[0018] Avantageusement, l’axe X’ est parallèle à l’axe X.
[0019] Avantageusement, plusieurs tétons sont ajoutés sur l’extérieur de la deuxième forme cylindrique. De préférence, on aura au moins autant de tétons que d’aubes. [0020] Avantageusement, les tétons sont disposés de façon circulaire sur la deuxième forme. Les tétons vont, par exemple, permettre la fixation arrière de chaque aube.
[0021] L’invention concerne également un disque de soufflante obtenu par le procédé selon avec au moins une des caractéristiques précédentes.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0022] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0023] [Fig. 1] est une coupe de l’avant d’un turbomoteur avec un disque de soufflante de l’état de la technique ;
[0024] [Fig. 2] montre le détail ll-ll de la figure 1 montrant le pièce brute et la pièce finie réalisée avec un procédé de l’état de la technique ;
[0025] [Fig. 3] est une vue en perspective d’un autre disque de soufflante de l’état de la technique ; [0026] [Fig. 4] est une coupe d’une partie de la soufflante de la figure 3 montrant la pièce brute et la pièce finie réalisée avec un procédé de l’état de la technique ;
[0027] [Fig. 5] est une coupe de la pièce de la figure 1 montrant la pièce brute et la pièce finie réalisé avec un procédé selon l’invention ;
[0028] [Fig. 6] est une coupe de la pièce de la figure 4 montrant la pièce brute et la pièce finie réalisé avec un procédé selon l’invention
[0029] [Fig. 7] montre les étapes du procédé selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0030] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. [0031] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
[0032] Dans toute la description on appellera « avant » la partie amont du turbomoteur dans le sens de l’écoulement de l’air selon la flèche A et « arrière », la partie aval. On appellera « intérieur », la partie située vers l’intérieur de la partie cylindrique et « extérieur », sur la partie extérieure.
[0033] Le turbomoteur 1 comprend des aubes 2 et un disque de soufflante 3 sur lequel sont disposés les aubes 2. Le turbomoteur 1 et le disque de soufflante 3 ont un axe commun X. Le disque de soufflante 3 est creux de forme cylindrique.
[0034] On peut voir sur un autre exemple de disque est montré en perspective à la figure 3, qui montre que ce disque a une forme très complexe et présente un nombre important d’aspérités à la fois à l’extérieur, à l’intérieur, à l’avant et à l’arrière.
[0035] Pour une meilleure compréhension, seul un coté de la coupe du disque de soufflante 3 est représenté sur les figures 2, 4, 5 et 6, l’axe X étant un axe de symétrie.
[0036] Sur la coupe de la figure 2, la forme du brut 4 est représenté par la ligne continue tandis que le profil du disque de soufflante 3 est en pointillé. Le disque de soufflante 3 comprend sur sa surface extérieure des tétons 33 et sur sa partie avant une virole avant 31 et sur sa partie arrière une virole arrière 32, ainsi que des pieds 34 à l’intérieur. Les tétons 33 et la virole avant 31 servent à la fixation des aubes 2, tandis que la virole arrière 32 est fixée à l’arbre 5. Tous ces éléments en relief doivent être contenus dans le brut 4 pour obtenir une pièce monobloc apte à répondre aux différentes contraires subies par les aubes 2.
[0037] La réalisation du disque de soufflante 3 à partir du brut 4 selon l’état de le technique est le suivant : réalisation d’un brut 4 de forme annulaire par forgeage enveloppant grossièrement toute la pièce finale et, usinage du brut 4 par l’extérieur pour réaliser précisément les aspérités extérieures tels que les tétons 33, mais aussi des rainures 36 sur la surface extérieure 301 , usinage du brut 4 par l’intérieur pour réaliser précisément les aspérités intérieures tels que les pieds 34 sur la surface intérieure 300, usinage du brut 4 par l’avant et à l’arrière pour réaliser précisément les aspérités avant telle que la virole avant 31 et arrière telle que la virole arrière 32. [0038] On comprend que le brut 4 ne pouvant pas avoir de forme ni complexe, ni être trop découpé, il doit toujours être usiné pour respecter les dimensions et les formes nécessaires à la réalisation de la pièce finale. En effet, la pièce finale doit respecter certaines tolérances incompatibles avec les pièces forgées. Les étapes d’usinage sont d’autant plus longues et complexes que le disque de soufflante 3 est découpé et présente quantité d’aspérités.
[0039] Ainsi, comme on peut le voir sur l’exemple illustré à la figure 2, la pièce brute 4 est délimitée par un trait épais représentant une première forme cylindrique 40 tandis que la pièce finale est délimitée par un trait pointillé 30. L’écart entre les deux traits représente toute la matière perdue par l’usinage qui est importante. On peut aussi voir la complexité des formes à réaliser par usinage, en particulier les parties fines telles que les tétons 33 perforés selon un axe X’, et les viroles avant 31 et arrière 32, ces dernières ayant en plus des profils particulièrement compliqués à élaborer.
[0040] Dans le deuxième exemple des figures 3 et 4, le profil du disque de soufflante 3 est différent dans sa partie intérieure et sa partie arrière. Ainsi le disque de soufflante 3 présente des tétons 33 perforés selon un axe X’, une virole avant 31 et un bras intérieur 35 destiné à fixer le disque de soufflante 3 sur l’arbre 5. Ce bras intérieur 35 forme un U avec la surface intérieure 300 du disque de soufflante 3. Mais le procédé de fabrication est identique.
[0041] A la figure 4, le brut 4 est délimité par un trait continu représentant une première forme cylindrique 40 et le disque de soufflante 3 par un trait continu 30 avec l’intérieur hachuré. L’écart entre les traits montre la matière perdue par usinage qui est également importante. Ici encore, les formes à réaliser sont très découpées et complexes à réaliser par usinage. En particulier, les tétons 33 sont d’abord formés extérieurement par un premier usinage puis ils sont perforés selon un axe X’, puis éventuellement taraudés par un deuxième usinage.
[0042] Avec le procédé selon l’invention, les disques de soufflante 3 sont réalisées différemment, puisqu’il consiste à utiliser trois différentes techniques : le forgeage, l’usinage et la fabrication additive.
[0043] La première étape indiqué par la référence FO sur la figure 7, est une étape de réalisation par forgeage d’un brut 6 peu élaboré présentant un profil simple en une première forme cylindrique plus petite que celle du procédé connu. [0044] La deuxième étape consiste en une opération d’usinage référencé U sur la figure 7, cette étape U permet de réaliser la forme générale du disque de soufflante 3 sans ses aspérités en une deuxième forme cylindrique. Cette étape U est plus simple que celle de l’état de la technique puisqu’il y a moins de formes à réaliser par usinage et qu’elles sont moins complexes.
[0045] La troisième étape référencée FA à la figure 7, permet de réaliser toutes les aspérités manquantes pour obtenir la forme finale du disque de soufflante 3. Ces aspérités peuvent avoir des formes plus complexes que celles réalisées par simple usinage comme dans le procédé de l’état de la technique.
[0046] Ainsi, comme on peut le voir sur l’exemple illustré à la figure 5, la pièce brute 6 est délimitée par un trait épais représentant une première forme cylindrique 60 tandis que la pièce finale est délimitée par un trait pointillé 30. On peut voir que la forme finale représenté par le trait pointillé 30 se décompose en deux partie : une première partie 302 disposée à l’intérieur de la première forme cylindrique 60 et une deuxième partie 303 disposée à l’extérieur de la première forme cylindrique 60. L’écart entre le premier trait 302 et la première forme cylindrique 60 représente toute la matière perdue par l’usinage qui moindre que celle de la figure 2.
[0047] A la figure 4, le brut 4 est délimité par un trait continu représentant une première forme cylindrique 60 et le disque de soufflante 3 par un trait continu 30 avec l’intérieur hachuré. On peut voir que la forme finale représenté par le trait continu 30 se décompose en deux partie : une première partie 302 disposée à l’intérieur de la première forme cylindrique 60 et une deuxième partie 303 disposée à l’extérieur de la première forme cylindrique 60. L’écart entre le trait 302 et la première forme cylindrique 60 montre la matière perdue par usinage qui est également plus faible que celle de la figure 6.
[0048] L’étape FO de forgeage consiste donc à réaliser le brut 6 selon une première forme cylindrique 60.
[0049] L’étape U d’usinage consiste à éliminer la matière entre la forme cylindrique 60 et la première partie 302 du trait 30, afin de réaliser une deuxième forme cylindrique 61. [0050] La dernière étape FA de fabrication additive, permet de réaliser toutes les aspérités non contenues dans la deuxième forme cylindrique 61. Cette deuxième forme cylindrique 61 a une face interne 610 et une face externe 611.
[0051] Ainsi pour la forme de disque de soufflante 3 illustrée figure 5, la pièce forgée se présente sous la forme du brut 6 n’enveloppant qu’une partie de la pièce finale, en effet la première forme cylindrique 60 n’englobe pas les parties en saillie telles que les tétons 33 et la virole avant 31. Une fois l’usinage du brut 6 réalisé on obtient une deuxième forme cylindrique 61 délimité par le trait en pointillés 302. Sur cette deuxième forme cylindrique 61 on ajoute les tétons 33 et la virole avant 31 par fabrication additive jusqu’au trait 303.
[0052] Pour l’exemple de la figure 6, de la même façon on réalise un brut 6 par forgeage, ce brut constituant une première forme cylindrique 60 n’englobe pas ni les tétons 33, ni la vérole avant 31 , ni l’extrémité 350 du bras 35. Puis on réalise l’usinage qui permet d’aboutir à la deuxième forme cylindrique 61 délimitée par la partie hachurée et le trait 302. Les parties en saillie sont ensuite réalisées par fabrication additive jusqu’au trait 303.
[0053] Deux exemples de disque de soufflante ont été représentés, mais il est possible grâce au procédé selon l’invention de réaliser plus de formes en saillies et de forme différentes de celles représentées.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de fabrication d’un disque de soufflante (3) d’un turbomoteur (1), comprenant les étapes suivantes :
- une étape FO de forgeage d’une première forme cylindrique (60) d’axe
X,
- une étape U d’usinage de la première forme cylindrique (60) pour obtenir une deuxième forme cylindrique (61),
- une étape FA d’ajout par fabrication additive d’au moins un élément en relief (33, 31 , 350) sur la deuxième forme cylindrique (61 ) , caractérisé en ce que la deuxième forme cylindrique (61) a une face extérieure (611) et une face intérieure (610) et que l’élément en relief (350) est situé sur la face intérieure (610) de la deuxième forme cylindrique (61).
[Revendication 2] Précédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la deuxième forme cylindrique (61) a une face extérieure (611) et une face intérieure (610) et que l’élément en relief (33) est situé sur la face extérieure (611 ) de la deuxième forme cylindrique (61).
[Revendication 3] Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément en relief (31 , 350) est circulaire d’axe X.
[Revendication 4] Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément en relief est un téton (33).
[Revendication 5] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le téton (33) est percé selon un axe X’.
[Revendication 6] Procédé selon la revendication 5, caractérisée en ce que l’axe X’ est parallèle à l’axe X.
[Revendication 7] Procédé selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que plusieurs tétons (33) sont ajoutés sur l’extérieur de la deuxième forme cylindrique (61 ).
[Revendication 8] Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les tétons (33) sont disposés de façon circulaire sur la deuxième forme cylindrique (61).
[Revendication 9] Disque de soufflante (3) obtenu par le procédé selon une des revendications précédentes.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1400698A1 (fr) 2002-09-18 2004-03-24 Snecma Moteurs Maítrise de la position axiale d'une aube de soufflante
EP3034228A2 (fr) * 2014-12-17 2016-06-22 Rolls-Royce plc Procédé de production d'un rotor à aubage intégré pour une turbomachine
FR3048997A1 (fr) 2016-03-21 2017-09-22 Snecma Plateforme d'aube et disque de soufflante de turbomachine aeronautique
FR3081520A1 (fr) 2018-05-23 2019-11-29 Safran Aircraft Engines Disque ameliore de soufflante de turbomachine
DE102019118072A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1400698A1 (fr) 2002-09-18 2004-03-24 Snecma Moteurs Maítrise de la position axiale d'une aube de soufflante
EP3034228A2 (fr) * 2014-12-17 2016-06-22 Rolls-Royce plc Procédé de production d'un rotor à aubage intégré pour une turbomachine
FR3048997A1 (fr) 2016-03-21 2017-09-22 Snecma Plateforme d'aube et disque de soufflante de turbomachine aeronautique
FR3081520A1 (fr) 2018-05-23 2019-11-29 Safran Aircraft Engines Disque ameliore de soufflante de turbomachine
DE102019118072A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors

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