FR2479717A1 - Procede de fabrication par moulage a la cire perdue d'un moule en matiere ceramique contenant un noyau cassant - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION PAR MOULAGE A LA CIRE PERDUE D'UN MOULE EN MATIERE CERAMIQUE CONTENANT UN NOYAU CASSANT. UNE MATIERE THERMOPLASTIQUE EST INJECTEE DANS LE MOULE 20 DE FABRICATION DU MODELE DE PART ET D'AUTRE D'UN NOYAU 36, EVITANT AINSI UNE DISTORSION, MOUVEMENT OU RUPTURE DU NOYAU. DES GOULOTS DE COULEE MULTIPLES 54, 54 SONT UTILISES, CES GOULOTS DE COULEE 54, 54 ETANT INDIVIDUELLEMENT ALIMENTES PAR UNE BUSE 50 COMPORTANT UN SEUL ALESAGE CENTRAL 48. LA CONFIGURATION DU SOMMET DE LA BUSE ET LA CAVITE A PARTIR DE LAQUELLE EMERGE LES GOULOTS DE COULEE 54, 54 SONT TELLES QU'IL NE PEUT SE FORMER UNE OBTURATION A L'ENTREE DE L'ASSEMBLAGE DU MOULE. L'INVENTION EST PAR EXEMPLE UTILISABLE DANS DES PROCEDES DE MOULAGE A LA CIRE PERDUE.

Description

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La présente invention concerne un procédé de

fabrication à la cire perdue d'un moule en matière cérami-

que contenant un noyau cassant.

L'invention concerne le domaine du moulage par injection et plus précisément la formation de modèle en matières thermoplastiques pour le moulage à la cire perdue de moules servant à la fabrication d'aubes et ailettes

creuses de moteurs à turbine à gaz.

Il est admis que le procédé "à la cire perdue date de l'antiquité. Essentiellement, le procédé consiste à fabriquer un modèle sacrifiable d'un objet que l'on désire mouler en métal. Ce modèle réalisé en une matière telle que de la cire qui est typiquement fusible ou qui peut être dissoute, est entourée par une- matière de moule céramique qui a la propriété d'être capable de conserver sa forme. Après que la matière céramique ait été mise en forme, on fond le modèle en cire hors du moule, en laissant ainsi dans la matière céramique une cavité ayant le contour de l'objet que l'on désire fabriqué. Bien entendu, une compensation convenable doit être faite pour tenir compte de la contraction lors de la solidification de là matière du modèle et du métal en fusion. 1 La fidélité d'un moulage par comparaison à un dessin, dépend en partie de la précision avec laquelle

à la fois le modèle et le moule sont réalisés. Une compli-

cation supplémentaire se produit lorsque l'objet à fabri-

querdoit être creux. dans de tels cas un noyau, habituelle-

ment en matière céramique est disposé dans le centre d'un modèle en cire. Etant donné que des Prolongements du noyau sont laissés avec peu ou pas de cire entourant ceux-ci le noyau sera fixé dans le moule lors de la fusion de la cire. L'épaisseur de la paroi de l'article creux sera donc réglée par la précision avec laquelle le noyau sera

disposé dans le modèle en cire.

Les modèles sont réalisés à partir de divers

polymères à bas point de fusion, et des matières thermo-

plastiques tiles que des cires durcies sont préférées.

Les modèles peuvent être réalisés selon divers procédés, mais le procédé préféré est le moulage par injection de la -2- cire en fusion dans un moule métallique de précision. Le moule,typiquements'ouvre le long de diverses lignes de séparaton pour faciliter l'enlèvement du modèle solidifié et l'insertion du noyau pour le modèle suivant. Dans le

cas d'ailettes de moteur à turbine à gaz, les moules métal-

liques sont très coûteux,à cause /Contours inhabituels et précis de tels appareils. Similairement, les noyaux de matière céramique ont une complexité, précision et

des exigences similaires et sont très coûteux.

Le problème de la mise en place du noyau, en particulier pour la fabrication d'ailettes de turbines à partir de moitiésd'ailettessoudées,a été rencontré jusqu'à présent. Voir par exemple les brevets US Nos. 4 07^ 598 et 4 068 702 o divers types de dispositifs de fixation

pour la mise en place des noyaux sont utilisés en combinai-

son avec d'autres moyens de rétention mécanique. D'autres perfectionnements pour la mise en place des noyaux et dans le design des moules ont été faits et ils sont décrits dans la demande de brevet US No. 136 600 déposé le 2 avril

1980. On trouvera que l'invention décrite ici est particu-

lièrerqent utilisable en combinaison avec l'invention

décrite dans cette demande de brevet US.

Le moulage par injection de polymèresest une technique bien développée. Cependant,-hanêtement il faut admettre qu'il exige peu d'articles creux réalisés par moulage par injection avec la précision élevée et la-qualité exigée pour la fabrication des parties aérodynamiques des moteurs à turbine à gaz. Par exemple, l'épaisseur de la paroi

(c'est-à-dire l'épaisseur du modèle). d'une partie aérody-

namique de moteur à turbine à gaz peut varier entre 1,3 et 5,5 mm avec une tolérance supérieure à plus ou moins

0,12 mm. En soi,ceci ne semble pas être une exigence exces-

sive mais le noyau en matière céramique a un contour tel qu'il comporte ses propres déviations et celles-ci s'ajouatr à celles du procédé de moulage par injection. En outre, étant donné que le noyau est cassant et souvent fragile il ne supporte pas des forces de serrage ou distorsions élevées et un certain mouvement doit être permis dans le moule. Donc, le problème de la fabrication de modèles précis -3- est un problème significatif ainsi que ces spécialistes

en la matière l'admettront.

Il est nécessaire que le moulage par injection sit accompli rapidement de sorte que la matière chaude puisse remplir toutes les cavités plus petites. Ceci nécessite des pressions élevées. Mais lorsqu'on augmente

la pression, des gradients de pression sur le noyau peu-

vent provoquer son écartement de sa position idéale et ainsi produire un article imprécis ou même rompre le noyau. La température peut être augmentée pour augmenter la fluidité, mais alors des problèmes surgissent avec la contraction et par conséquent la température doit être limitée. Le moule qui forme le modèle est par nécessité réalisé en pièces multiples qui doivent toutes être adaptées pour pouvoir être séparées et venir ensuite ensemble de façon inmobile et précise tout en résistant

aux pressions internes du procédé de moulage thermoplasti-

que. Il est par conséquent souhaitable que le nombre d'éléments dans le moule soit limité. En outre, il doit être prévu de fixer le noyau à la fois avant la fermeture du moule et pendant le procédé de moulage par injection; mais ceci ne peut interférer avec la fabrication d'un

modèle précis.

On verra que la présente invention concerne le système d'alimentation et l'amenée du polvmére en fusion dans le moule. Le système d'alimentation est. le dispositif par lequel la matière en fusion est répartie dans les différentes-parties d'une cavité de moule. Typiquement Ja matière est introduite dans l'assemblage du moule en

un seul point et est ensuite répartie au moyen de passages.

Voir par exemple les brevets US Nos. 2 279 380 et 1 516667.

Typiquement, des parties uniques sont alimentées par des goulots de coulée uniques.mais bien entendu avec des parties plus grandes de systèmes d'alimentation plus complexes doivent être utilisés. Pour autant que les ailettes de turbine à gaz soient considérées comme étant relativement petites dans la technique du moulage par injection, il a été de Pratique courante d'utiliser

jusqu'à présent un seulgailctJle coulée.

-4- Malgré les efforts la technologie dans le passé, on a découvert des variations dans l'épaisseur de la naroi des modèles au-delà de celles qui sont acceptables. En outre desjir'neq de contraction et autres semblabes o le polymère s'écoule dans le moule produisent des inégalités dans la surface du modèle et l'article

résultant influençant encore davantage la tolérance obtenue.

Par conséquentil existe toujours une nécessité pour des

procédés améliorés de fabrication de modèles thermoplasti-

ques avec précision contenant des noyaux de matière cérami-

que. Il est un but de la présente invention de mettre en oeuvre un moyen et procédé pour améliorer la qualité d'un modèle en cire à paroi mince tout en évitant en même temps la dislocation ou la rupture d'un noyau de matière céramique relativement fragile dans le moule. Il est un autre but de l'invention d 'améliorer l'appareil pour le moulage Dar injection et la construction du moule lorsque

2 0 des goulots de coulée multiples sont utilises.

Selon l'invention un procédé et appareil sont réalisés o le polymère thermoplastique tel que la cire, est injecté de part et d'autre du noyau. De préférence, dans le cas d'une ailette de turbine à gaz à paroi mince, ceci est

réalisé au moyen de goulots de coulée dispose narallèle-

ment le long de l'axe longitudinal de l'élément. Dans le meilleurmode de réalisation de l'invention, les goulots de coulée sont alimentés par un seulnr=hon d'accouplement à l'extérieur du moule alors que la cire est amenée depuis

une buse simple comportant un seul orifice de déchargement.

La buse comprend un passage à rainure à son sommet de sorte que lorsque la buse et le manchon d'accouplement sont ajustés,une cavité est créée dans laquelle s'écoulera la cire depuis l'alésace de la buse dans les orifices individuelles drs geulots de coulée. Mais en pratiqueil ne se formera pas d'obturations entre les orifices de

coulée et le manchon d'accouplement comme on s'y atten-

drait-. En conséquence l'enlèvement du modèle et des goulots de coulée du moule est réalisé facilement par un mouvement longitudinal du modèle l'écartant du manchon

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-5- d'accouplement à la surface du moule. Ceci evite la nécessité d'ouvrir le corps qui contient les goulots de coulépet simplifie la construction du moule. Selon. un autre moule de réalisationl'écoulement vers des parties différentes du moule peut être réglé en faisant varier

le diamètre ou la configuration des goulots de coulée.

L'invention constitue un moyen simple mais efficace

pour améliorer la fabrication des modèles en cire. Les.

lignes de fluages et de contraction sont éliminées et le fini des surfaces et les détails0u modèle sont

améliorés. Le déplacement du noyau et la rupture résul-

tant de pressions non équilibrées pendant le moulage par injection sont réduits au minimum. Bien entendu, des améliorations dans les modèles permettent d'obtenir des articles plus précis et réduisent le prix de la totalité

du procédé de fabrication de moulage.

Pour que l'invention puisse être mieux comprise, référence est faite aux figures suivantes o La figure 1 est une vue en perspective de l'appareil utilisé pour le moulage par injection de modèlesdans un

moule métallique.

La figure 2 est une vue en coupe au travers de la section aérodynamique de la cavité de moule de la figure 1 représentant le noyau de matière céramique et le modèle

à paroi mince.

La figure 3 représente une coupe longitudinale de l'appareil de la figure 1, les éléments séparés étant

en position ajustée.

La figure 4 est un autre mode de réalisation de buse

représentée dans la figure 1.

L'invention est utilisable pour le moulage par

injection de modèlE comportant des noyaux pour la fabri-

cation de divers articles creux, en particulierceOE qui ont des parois très minces. On trouvera l'invention particulièrement utile pour une nouvelle approche pour la fabrication d'ailettes de turbine. Cette nouveMe approche consiste en un premier moulage d'un article creux séparable en deux moitiés opposées, et ensuite séparer celles-ci suivi d'un -6- soudage de celles-ci pour former l'article fini. Donc, une complexité -'us grande de la configuration interne peut être obtenue grâce au noyau, une inspection aisée de la cavité interne est réalisée. Des noyaux à section transversale plus grande Dû de rigidité plus grande

(appelés noyaux de support rigide) sont utilisables.

D'autres brevets concernent le procédé et aideront à

comprendre la mise en oeuvre de la présente invention.

Un moule et nrocédé concernant cette approche précédente sontdécrits -ans le brevet US No. 3 981 344 Un moyen particulièrement pratique de fabrication d'un assemblage de modèle unique à partir duquel un moule peut être réalisé avec précision est décrit dans le brevet

US No. 4 062 396.

Une pluralité de moyens-peuvent être utilisés pour le moulage par injection de modèlesen cire. Selon la présente inventionon utilise une machine disponible dans le commerce. La machine comprend un réservoir chauffé de cire en fusion qui est fournie-sous pression vers une

buse. La forme du modèle est définie par un moule métalli-

que à plusieurs pièces que l'on peut insérer dans la machine. Un noyau de matière céramique est disposé dans le moule qui est alors fermé et amené en engagement avec la buse. La machine applique une pression au moule pour le maintenir dans la position fermée alors qu'on injecte de la cire au travers de la buse dans le roule sous température, pression et écoulement contrôlé3.La pression de la cire liquide habituellement est maintenue à l'orifice d'entrée du moule jusqu'-à ce qu'on estime que le modèle soit solidifié pour ajouter une quantité supplémentaire de cire au moment o le modèle se solidifie

et se contracte.

Dans la figure 1 on représente les nièces du système selon l'invention. Le moule 20 à pièces multiples

est représente en une forme relativement simple consti-

turenar trois éléments principaux. Un premier élément 22 et-un second élément 24 s'ajustent pour former la cavité

28 qui définit les dimensions externes du modèle poii-

l'ailette de turbine à gaz souhaitée. Un troisième élé-

-7- ment le corps de goulots de coulée 26, transfère la cire depuis un point de réception vers les deux autres éléments du moule lorsqu'ils sont tous serrés fixement ensemble pendant l'injection de la cire. Les éléments sont dé- serrés lorsqu'un accès à la cavité 28 est souhaité. ceci

est réalisé automatiquement au moyen de cylindres hvdrau-

liquesde glissières, d'éléments de guidage et autres semblables qui ne sont pas représentés. La cire en fusion est stoquée dans un réservoir 30 et sort par une buse

32 raccordée au réservoir. La buse est adaptée pour s'ajus-

ter au manchon d'emboîtement 34 sur la surface du corps

de goulots de coulée 26 du moule.

La figure 2 représente une coupe au travers de la partie aérodynamique de la cavité 28 du modèle de

l'ailette qui est représenté, dans cette figure seule-

ment, remplie par de la cire 35 qui entoure un noyau 36 de support résistant qui est disposé longitudinalement par rapport à l'ailette, et qui permet en dernier lieu de séparer le moulage creux en deux pièces.L'épaisseur du modèle en cire dans la coupe réprésentà peut varier typiquement entre 0,5 et 1,3 mm. L'exemple de modèle représenté aura 24 cm de long sur 6 cm de large, dont la

partie réelle comportant l'ailette a 14 cm de longueur.

Le volume globale du modèle est de 180 cm3. On doit donc comprendre qu'un volume considérable de matière doit être injecté et une grande partie doit être fait passer au travers d'un espace relativement étroit entre le noyau

et la paroi du moule.

La figure 3 est une coupe lontitudinale au travers de l'appareil représenté dans la figure l, mais avec la buse 32 montrée en position ajustée contre le corps 26 de goulots de coulée. On peut voir le noyau 36 dans le moule tel qu'il est maintenu par des chevilles multiples de mise en place 38 et 38'. La fonction et la disposition de ces chevilles est décrite avec davantage de détails dans la demande de brevet US No. 136 600 mentionnée ci-dessus

dans la partie introductive de la description. Les chevil-

les servent à positionner le noyau dans trois plans.

Cependant, pour autant que le noyau soit une matière -8- céramique cassante et comporte de faible variations des moyens doivent être prévus dans le moule pour tenir compte de ces aspects sans rompre l'élément. Comme on peut le voir, les chevilles 38' sont actionnées par q ressort. Dans d'autres cas, toutes les chevilles peuvent être immobiles mais seront écartées l'une de l'autre pour

accepter un noyau avec une déviation de dimensions maximum.

ceci aura pour effet qu'un certain nombre de noyaux seront perdus et par conséquent davantage susceptibles de se déplacer. Mais dans l'un quelconque des cas, on a subir trouvé que (a) le noyau sera susceptible e/un certain

mouvement dû à l'introduction de la cire dans le moule.

(b) l'espace de la paroi de l'ailette entre le noyau et la cavité du moule métallique, étant relativement petit vu en coupe, et difficile à remplir, gêne le passage de la cire au travers du moule et on a trouvé qu'il comporte des lignes de contraction et (c) le -noyau est trop souvent dévié ou même rompu pendant l'injection-en divers points, en particulier entre les chevilles de mise en place. Le noyau 36 est également supporté d'une manière lâche par une barre de refroidissement 40 qui sera décrit

avec davantage de détails ci-après.

La buse 32 comprend un alésage central 42 qui est en communication avec la cire en fusion 44 se trouvant dansle réservoir 30. Un plongeur rétractable 46 contrôle l'écoulement de la cire depuis l'orifice de sortie 48 de

la buse. le plongeur est commandé par un cylindre hydrau-

lique ou autre semblable non représenté. La buse est également pourvue d'un élément de chauffage 50 pour maintenir la buse au-dessus du point de fusion de la cire se trouvant dans celle-ci. L'extrémité de la buse a une forme semi-sphérique, ainsi que le manchon d'emboîtement 34 dans le c-rps 'é de aoulo1 de coulée. Le sommet de la buse est légèrement enilée o découpé en creux comme on peut le voir par l'espace 51 (de l'ordre de 0, 01 mm pour éviter que le sommet ne touche le fond du manchon d'emboltement au lieu des périphéries de la buse et du manchon, Darce que ceci a été trouvé souhaitable pour garantir l'obtention d'un raccordement étanche. Donc, -9- lorsque les deux éléments sont forcés étroitement l'un contre l'autre par le fonctionnement de la machine par moulage par injection,un raccordement métal contre métal est formé qui empêche la fuite de la cire, même dans le cas d'un léger désalignement axial. Deux goulots de coulée droit 52 et 52' communiquent avec le manchon d'emboîtement 34, ces goulots de coulée ayant une section transversale circulaire. Ces goulots de coulée, qui ont un diamètre d'environ 8 mm ont un diamètre se dilatant légèrement dans la direction longitudinale vers le modèle (environ sec. d'angle le long de l'axe). Ces goulots de coulée rencontrent le manchon d'emboîtement aux deux orifices 54 et 54' et se déchargent dans le modèle du côté racine *de l'ailette. On verra que les goulots de coulée sont pratiquement parallèles (plus ou moins quelques degrés) par rapport à l'axe longitudinal de l'ailette et qu'un goulot de coulée est disposé de part et d'autre de la projection longitudinale du contour moyen du noyau. On remarquera.en outreque la barre de refroidissement est disposée entre les points o les goulots de coulée se déchargent dans la cavité du modèle. La manière selon laquelle l'ouverture 48 de l'alésage de la buse communique avec les orifices 54 et 54' des goulots de coulê està noter. Une rainure 56 (voir aussi figure 1) a été mise en place dans la surface de la buse de sorte qu'elle intersecte avec l'orifice 48 de l'alésage de la buse. Cete ranure, étant un creux

substantiel dans la buse forme donc avec le manchon d'emboî-

tement une cavité 58 au travers de laquelle la cire peut

s'écouler denuis la buse dans chacun des goulots de coulée.

La rainure est perpendiculaire au grand axe d'une buse à rayon sphérique de 17 mm et a une lection transversale /circulaire ayant un rayon de 4,4 mm.Elle a une profondeur (2,2 mm) et une longueur (25 cm) correspondant au minimum nécessaire pourraccorder les deux ouvertures, qui sont écartées de 9 mm l'une de l'autre, de sorte quela rainure qui,bien entendu/a une laraeur décroissante lorsqu'on s'écarte radialement estsuffisamment large à un orifice pour fournir la cire à celui-ci. Les caractéristiques

nécessaires pour la rainure sont décrites ci-après.

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Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus

et d'autres caractéristiques seront maintenant décrits.

Le corps 26 des goulots de coule est disposé en contact avec l deuxième élément 24 du moule. Le noyau 36 est inseé dans le moule. La mise en place du noyau est réalisée au moyen des cheviles. mais la fixation avant la fermeture est favorisée, lorsque la configuration et la disposition du moule dans l'espace le nécessitent,

par l'extrémité 64 de la barre de refroidissement 40.

Ensuite Ie Dremier lément22 du moule est ajusté aux autres éléments, mettant ainsi en place le noyau dans la cavité du moule sous l'effet des chevilles. Le.moule est

de préférence à une température autour de 27 C. L'assem-

blage 20 du moule est ensuite disposé fermement en contact avec la buse. Une cire, telle qu'une cire KC 401, cire minérale pour modèle (Kindt Collins, Inc., Cleveland, Ohio), ayant un point de fusion d'environ 73 C est amenaéeà une température entre 77 et 93 C, de préférence 82 C, et sous une pression entre 100 et 1500 kPa, de préférence environ 1300 kPa vers la buse; on retire le plongeur 46 pour permettre à la cire de s!écouler dans la cavité 58 au travers des orifices 54, 54' vers les goulots de coulée 52, 52' et dans la cavité du modèle 28. On laisse le plongeur ouvert jusqu'à ce qu'un temps suffisant se soit passé, typiquement de l'ordre de 120 secondes

jusqu'à ce que la cire est solidifiée. La barre de re-

froidissement 40 facultativeà la fois réduit le volume

de la cire dans la partie racine et accélère sa solidi-

fication par conduction de la chaleur dans le corps des

goulots de coulée et ensuite dans le milieu environnant.

Bien entendu la cire dans les goulots de coulée se solidi-

fie également. Mais du faite de la température de la bu-

se, la cire dans la cavité 58 formée entre la buse et le manchon d'emboîtement ne se solidifie pas entièrement, bien qu'il soit présumé qu'une couche solide se forme lorsque la cire dans la cavité touche la surface froide du manchon d'emboîtement. Ensuite le plongeur 46 est déplacé pour boucher l'alésage de la buse et on separe la buse du corps des goulots de coulre.Après cette séparation,

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on trouvera que la cire semi-fondue dans la cavité 58 sera retenue dans le passage 56 creusé dans la buse

ce qui est très vraisemblablement dû à la capilarité.

Par conséquent il n'y aura pas de matière de solidification reliant les deux orifices 54,54' des goulots de coulée. Ensuite on sépare le corps des goulots de coulée 26 des autres parties 22 et 24 du moule toujours

jointes. Etant donné que les goulots de coulée sont légè-

rement effilés et parallèles par rapport à la barre de refroidissement et par rapport a l'axe de l'élément et étant donné qu'une certaine contraction s'est prodate,et étant donné qu'il.n'existe pas de'matière de raccordement dans le manchon d'emboîtement, les barres des goulots de coulée resteront raccordées au restant du modèle et

par conséquent seront retirées des qoulots de coulée.

On verra que, puisqu'une obturatnou résidu raccordant les goulots de coulée aux orifices a été évitel n'y a pas

nécessité de diviser le corps des goulots de coulée.

Ensuite les deux autres éléments du moule, les parties 22 et 24 peuvent être séparées et on réalisera l'enlèvement du modèle manuellement avec ou sans l'aide de chevilles

d'éjection qui sont bien connues dans la technique.

L'expérience a moxiré que l'injection de la cire selon le procédé à double goulots de coulée que l'onvient de décrire réduit grandement la possibilité de rupture cu noyau et

en même temps résulte en un remplissage complet du mo-

dèle,même dans les parties à paroi mince, sans présence de ligne- de contraction qui se produibnt lorsqu'on utilise un passage à un seul goulot de coulée. Lorsque les côtés opposés du noyau ortdes volumes non identiques, ou si

pour toute autre raison cela semble avantageux, l'écoule-

ment vers un côté quelconque du noyau peut être réglé en dimensionnant de façon différentes les diamètres des

goulots de coulée, ou en réalisant des orifices à diamè-

tre différent aux orifices 54 et 54'. La configuration

d'une partie aérodynamique creuse de turhine rend parti-

culièrement nécessaire d'injecter à partir d'entrées à soit l'extrémité racine, soit l'extrémité sommet pour obtenir le remplissage du modèle avec un minimum de force - 12-

hydrolique sur le noyau. Dans des parties de formesdif-

férentes ou plus complexes, telles que celles comprenant plus d'un noyau, plus de deux goulots de coulée peuvent être convenables selon les principes décrits ici. Pour les matières thermoplastiques ayant une capacité d'allongement plus grande, il peut ne pas être nécessaire que les goulots de coulée soit entièrement droits ou parallèles avec l'axe de l'élément, mais qu'ils soient seulement tels que

le retrait soit possible.

La combinaison selon l'invention de la buse et du manchon d'accouplement peut également être utilisée avec des corps de goulots de coulée et de moules o les goulots de coulée ne sont pas retirés le long de leur axe longitudinal mais sont enlevés en séparant le corps des

goulots de coulée. Le corps des goulots de coulée éventuel-

lement peut faire partie intégrante avec' un ou les deux autres parties du moule o inversement, il peut y avoir plis de trois éléments formant l'assemblage du moule. Dans de

tels cas, l'invention sera efficace en permettant l'intro-

duction du polymère au travers d'orificesséparés, mais en même temps en permettant aux orifices et aux éléments raccordés à ceux-ci d'être séparés après la solidification

sans nécessiter de ruptures de raccordement dans le systè-

me d'alimentation. Ceci accélérera et simplifiera la fabrication. Un avantage de l'invention est que la buse est relativement simple et comprend un seul alésage, bien que des goulots de coulée multiples puissent être alimentés à partir de celle-ci. Bien entendu, s'il y a plus de deux goulots de coulée,la forme du creux 56 dans le sommet sera plus que vraisemblablement changee.La figure 4 par exemple montre deux passages 60 et 62 à angle droit l'un par rapport à l'autre, rendant la buse appropriée pour alimenter quatre goulots de coulée. On n'a pas essayé beaucoup de configurations de passages de buse en plus de ceux représentés dans le mode de réalisation préféré. Mais étant donné qu'on a observé que la cire en fusion provenant de la cavité est retenue dans le passage, il est probable que le passage doit avoir une

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confi-uration préférée pour ce qui concerne l'atraction capillaire. On a constaté qu'un relief entièrement plat par exemple la section en c8ne tronqué de la buse en applatissant le sommet (un prolongement substantiel du léger relief du sommet qui crée l'espace 51) n'est pas efficace: il se formera un pont entre les orifice 54, 54' des goulots de coulée. Donc on en a déduit le principe que l'ait de surface du relief dans la buse doit être supérieure l'air de surface en ajustement dela partie dans le manchon

d'emboîtement avec lequel le relief crée la cavité 58.

Egalement il s'en suit logiquement que le rapport de l'aiti

de surface de la buse a l'aix de surface du manchon d'em-

boitement (c'est-à-dire les aims de surfaces des parties qui définissent la cavité) doit être portée à un maximum pour augmenter l'effet. Par conséquent on admet qu'un passage-ou autre creux est nécessaire dans le sommet, par opposition à une section simple trcnlonique du sommet

qui viole les critères précédents.

En plus des passages, un autre mode de réalisa-

tion qui satisfaira aux critères est celui o l'orifice de sortie 48 de labuse est dilatée coniquement vers l'extérieur

jusqu'à un diamètre suffisant pour entourer les orifices.

Cependant une telle configuration n'est pas la meilleure pour

les deux orifices, étant donné que par comparaison un passa-

ge créera une exposition moindre de la surface du manchon d'emboîtement, et un rapport meilleur de l'airede surface exposée de la buse à l'airede surface exposée du manchon d'emboîtement. Pour favoriser davantage la mise en oeuvre de l'invention, le manchon d'emboîtement doit être maintenu dans un état prépoli et pulvérisé au moyen d'un lubrifiant

de moule, par exemple une huile de silicone.

L'invention peut également être utilisée avec un

raccordement buse-moule o il n'y a pas de manchon d'emboî-

tement si d'autres dispositifs d'alignement et d'étanchéité sont utilisés. Par exemple, le moule peut simplement avoir une partie de surface plate corenant deux orifices et la buse peut comporter un sommet plat qui bute contre la surface plate. La buse aurait un creux en passage dans son

4.0 sommet plat pour la mise en oeuvre de l'invention. L'étanchéi-

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té serait réalisée au moyen d'un joint de surface habituel tel qu'une bague en 0, et un alignement serait obtenu

de façon indépendante. L'invention peut à l'occasion égale-

ment être utile pour un décharqement dans des orifices uiques d'entrée de moules uniques, nar exemple dans les cas ou l'alignement ne peut être obtenu et un éclahxussement doit

être évité à l'orifice d'entrée du moule.

L'utilisation de la présente invention réduit beaucoup la rupture du noyau et un mauvais positionnement, et permet de produire des modèles plus uniformes et sans lignes de contraction. Ceci est attribuable à la répartition plus égale de la cire réalisée par les goulots de coulée qui déchargent la cire de part et d'autre de la ligne du noyau. En outre, la construction du moule est simplifiée étant donné qu'il n'est pas nécessaire d'avoir un corps

de goulots de coulée qui s'ouvrent pour permettre l'enlè-

vement de la matière du coulot de coulée, ni q'un opérateur dob turation n'enlève manuellement une / ou point résiduel entre les goulots de coulée. Donc, l'invention facilite la fabrication en masse de modèles conformes avec les buts et autres inventions des brevets mentionnés et le procédé complet de fabrication de moulage, en particulier de matières

obtenues par solidification dirigée.

Ainsi qu'on l'a mentionné, on trouvera que la

présente invention sera applicable à la fabrication d'au-

tres articles creux avec précision, et on admet même qu'ee convient pour la fabrication d'éléments qui ne sont pas

creux ou séparés par des noyaux et autres semblables.

En outre, l'invention sera également utile mour l'injection d'autres matières que la cire, y compris sans/limitée à ceEes-ci, les matières thermoplastiques autres que les

polymères et même des métaux.

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif

sans sortir du cadre de l'invention.

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Claims (10)

Revendications:

1. Procédé de fabrication par moulage à la cire perdue de moulesen matière céramique contenant un noyau cassant, ou une matière thermoplastique est mouléepar injection dans un moule pour former un modèle sacrifiable dans une cavité de moule, caractérisé par le perfectionnement qui consiste à simultanément injecter le polymère de part et d'autre du noyau pour réduire au minimum le mouvement de celui-ci

et pour produire un modèle à surface lisse.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une section du moule contenant le noyau définit la partie aérodynamique d'un élément de moteur à turbine à gaz et en ce qu'il consiste à injecter le polymère au travers d'au moins deux goulots de coul% dans le moule, ces goulots de coulée étant sensiblement parallèles à l'axe longitudinal

de la partie aérodynamique.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste,en outre à alimenter les deux goulots de couléeà partir d'un seul manchon d'emboîtement à l'extérieur du moule et à amener le p3olymère dans le manchon d'emboîtement au moyen d'une buse pouvant être dégagée et comprenant une

seule ouverture.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

2 ou 3, caractérisé en ce qu'on utilise deux goulots de coulée, et en ce qu'il consiste en outre à disposer une barre métallique dans la cavité du moule entre les points o les goulots pénètrent, pour soutenir partiellement le noyau et pour accélérer le refroidissement d'une partie

du modèle.

5. Procédé de moulage par injection utilisant une buse à un seul orifice et un moule à orifice multiples, caractérisé en ce qu'on empêche une matière solide de se former entre les orifices en réalisant une aire de surface plus grande dans une partie de la buse que dans une partie du moule avec laquelle cette buse s'ajuste, ces parties étant celles qui en coopération définissent une cavité

pour liquide raccordant les orifices.

6. Appareil pour le moulage par injection caractérisé par la combinaison consistant en une buse à un seul orifice

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comportant un relief et un moule à orifice multiples, la buse et le moule constituant une cavité de transport du liquide lorsqu'elles sont ajustées, la partie de la buse qui définit la cavité ayant une aire de surface plus

grande que la partie ajustée du moule qui définit la cavité.

7. Appareil pour le moulage par injection dans une cavité d'un moule à éléments multiples, d'un modèle en polymère thermoplastique, dans lequel moule se trouve un noyau mince de matière céramique positionné avec précision pour définir la forme d'un article à paroi mince telle qu'une ailette de turbine creuse, caractérisé en ce qu'il comprend: une source (30) de polymère en fusion, une buse (32) comportant un alésage central (42) conduisant à un orifice (48) à son sommet et une partie de surface en relief (51) en intersection avec l'orifice (48), la buse (32) étant raccordée à la source (30) pour amener un polymère vers son sommet. un manchon d'emboîtement (34) dans la surface du moule (20), le manchon d'emboîtement (34) comprenant au moins deux orifices (54, 54'), le manchon d'emboîtement (34) étant adapté pour recevoir la buse (32) et former un joint étanche au liquide, la partie de surface en relief (51) de la buse (32) formant, lorsqu'elle est en ajustement avec le manchon d'emboîtement (34), une cavité (58) raccordant l'orifice central (48) de la buse (32) avec les orifices (54,54') du moule; et un dispositif

pour transporter le polymère séparément depuis chaque orifi-

ce du manchon d'emboîtement (34) vers la cavité du modèle

dans le moule.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif pour transporter le polymère depuis les orifices (54,54') vers la cavité du modèle comprend des goulots de coulée (52,52') pénétrant dans la cavité du modèle à l'extrémité de l'ailette de part et d'autre du

prolongement du contour moyen du noyau (36).

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les goulots de coulée (52,52') sont parallèles * dans un corps (26) de goulots de coulée, pour permettre le retrait de polymère solidifié dans oei-cipar le mouvement du modèle fixé vers la cavité du modèle, pour permettre

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l'utilisation d'un corps de goulots de coulée en une

seule pièce.

10. Appareil selon l'une quelconque des revendications

7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen pour équilibrer l'écoulement au travers du moyen de transport pour régler le débit selon lequel le polymère est introduit dans les points séparés dans la cavité du

modèle et produire un élément plus uniforme.