FR3118894A1 - Procédé de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive, le bord de fuite de l’aube présentant un méplat - Google Patents

Procédé de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive, le bord de fuite de l’aube présentant un méplat Download PDF

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Claire Hélène ROUSSEAU
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Abstract

Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine par fabrication additive, dans lequel on fabrique un support provisoire d’aube (14), on fabrique un corps d’aube (12) comprenant un bord de fuite (12A) présentant un méplat (M), en commençant par le bord de fuite (12A), le méplat (M) reposant sur le support provisoire d’aube (14), et on retire le support provisoire d’aube (14) après avoir fabriqué le corps d’aube (12). Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

Procédé de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive, le bord de fuite de l’aube présentant un méplat
Le présent exposé concerne un procédé de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive. Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine comprenant une telle aube par fabrication additive.
Les procédés connus de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive, par exemple par fusion laser d’un lit de poudre métallique, demandent généralement des opérations de finition/traitement de surface, par exemple des ajustages et/ou des polissages afin d’obtenir une surface ayant une rugosité prédéterminée. Toutefois, ces étapes sont longues et onéreuses. Il existe donc un besoin en ce sens.
Un mode de réalisation concerne un procédé de fabrication d’une aube de turbomachine, dans lequel on fabrique un support provisoire d’aube, on fabrique un corps d’aube comprenant un bord de fuite présentant un méplat, en commençant par le bord de fuite, le méplat reposant sur le support provisoire d’aube, et on retire le support provisoire d’aube après avoir fabriqué le corps d’aube.
Par exemple, la fabrication additive peut être une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre ou par dépôt de fil fondu. De telles fabrications sont connues en tant que telles, et ne sont pas décrites plus en détail.
Par la suite et sauf indication contraire, par « support » on entend « support provisoire d’aube ». Par la suite, et sauf indication contraire, par « aube » on entend « corps d’aube ». Le corps d’aube comprend par exemple un profil aérodynamique d’aube (par ex. une portion présentant un intrados, un extrados, un bord d’attaque et un bord de fuite). L’aube finalement obtenue, comprenant le corps d’aube, peut-être une aube mobile ou une aube fixe.
On comprend qu’on fabrique l’aube, en s’appuyant sur le support, et en commençant par le bord de fuite. En d’autres termes, on fabrique l’aube en partant du bord de fuite et en finissant par le bord d’attaque, et en progressant depuis le bord de fuite vers le bord d’attaque. Par exemple, la progression de la fabrication est verticale (i.e. orientée selon la gravité), de sorte que le poids de l’aube est repris par le support.
Le bord de fuite comprend un méplat. En d’autres termes, selon le présent exposé l’intrados et l’extrados sont joints géométriquement par un bord de fuite formé par une surface sensiblement plane. Les bords de fuite connus de l’état de la technique sont classiquement formés par une ligne, la jonction géométrique entre l’intrados et l’extrados étant linéaire.
Après avoir fabriqué l’aube, on retire le support, par exemple avec une meuleuse. On peut utiliser tout autre moyen adéquat pour retirer le support. Selon un autre exemple, la liaison entre le support et le bord de fuite est configurée pour être sécable à la simple force de la main ou à l’aide d’un outil manuel, tel qu’une pince ou un levier.
Le bord de fuite présentant un méplat, les exigences vis-à-vis de l’état de surface du méplat peuvent être moins strictes, du point de vue aérodynamique, que sur les bords de fuites des aubes connues de l’état de la technique. Aussi, lorsqu’on retire le support, on peut éviter tout ou partie des opérations de finition/traitement de surface de l’état de la technique. Par exemple, un retirant le support avec une meuleuse, l’état de surface résultant peut être suffisant et ne pas nécessiter d’autre opération. Selon un autre exemple, si la liaison est sécable à la main, l’état de surface obtenu après le retrait du support peut être laissé tel quel ou bien simplement ébarbé, par exemple à l’aide d’une lime ou d’une meuleuse.
Dans certains modes de réalisation, l’aube présente une direction de hauteur s’étendant entre un pied d’aube et une tête d’aube, le support provisoire d’aube présentant une largeur transverse à la direction de hauteur comprise entre 1.8mm et 2.2mm, par exemple 2.0mm.
Par exemple, la direction transverse peut correspondre à la direction circonférentielle du secteur annulaire ou de la roue à aube au sein duquel est montée l’aube, mais pas nécessairement.
Dans certains modes de réalisation, le support provisoire d’aube est relié au corps d’aube via une liaison, la liaison étant alvéolaire.
Une liaison alvéolaire peut être une liaison discontinue et/ou présentant une ou plusieurs zones de faiblesse facilitant la rupture de la liaison et la séparation du support du bord de fuite. Une telle liaison peut faciliter l’opération de retrait du support, par exemple manuel ou à l’aide d’un outil tel qu’une meuleuse.
Dans certains modes de réalisation, l’aube présente une direction de hauteur s’étendant entre un pied d’aube et une tête d’aube, le méplat s’étendant selon la direction de hauteur et selon une direction transverse à la direction de hauteur.
Dans certains modes de réalisation, l’aube présente une direction de hauteur s’étendant entre un pied d’aube et une tête d’aube, la largeur du méplat selon une direction transverse à la direction de hauteur étant inférieure ou égale à 2.2 mm, par exemple inférieure ou égale à 2.0mm.
Par exemple, la direction transverse peut correspondre à la direction circonférentielle du secteur annulaire ou de la roue à aube au sein duquel est montée l’aube, mais pas nécessairement.
Dans certains modes de réalisation, la fabrication additive est une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre, par exemple métallique, ou par dépôt de fil, par exemple métallique, fondu.
Un mode de réalisation concerne un procédé de fabrication d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine par fabrication additive, le secteur annulaire comprenant au moins une aube de turbomachine, dans lequel la au moins une aube de turbomachine est fabriquée selon un procédé de fabrication d’une aube de turbomachine selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé.
Dans certains modes de réalisation, la fabrication additive est une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre, par exemple métallique, ou par dépôt de fil, par exemple métallique, fondu.
L’objet du présent exposé et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
La représente une vue en perspective d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine, pendant sa fabrication,
La représente une autre vue en perspective du secteur annulaire de la , pendant sa fabrication, et
La représente une vue en perspective du secteur annulaire des et 2, après sa fabrication, les supports provisoires des aubes étant retirés.
Les figures 1 et 2 représentent un secteur annulaire de redresseur de turbomachine 100, en court de fabrication, par exemple par fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre métallique ou par dépôt de fil métallique fondu. Dans cet exemple, le secteur annulaire 100 présente deux aubes 10. Selon une variante, le secteur annulaire 100 peut comprendre plus de deux aubes 10. Ce qui suit s’applique également à la fabrication d’une aube seule, indépendamment du secteur d’anneau, et pour tout type d’aube.
Le secteur annulaire 100 présente une direction axiale A, une direction radiale R, et une direction circonférentielle C.
Chaque aube 10 présente un corps d’aube 12, le corps d’aube 12 présentant un bord de fuite 12A présentant un méplat M (voir ). Dans cet exemple, le corps d’aube 12 présente aussi un bord d’attaque 12B (voir ), un intrados 12C et un extrados 12D (voir ). Le méplat M s’étend selon une direction de hauteur H de l’aube 10, la direction de hauteur H s’étendant entre un pied d’aube P et une tête d’aube T (voir ), et selon une direction transverse à la direction de hauteur H, dans cet exemple selon la direction circonférentielle C.
Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, lors de la fabrication du corps 12 des aubes 10 par fabrication additive, on fabrique d’abord un support provisoire d’aube 14 par aube 10. On fabrique ensuite chaque corps d’aube 12, en commençant par le bord de fuite 12A, le méplat M reposant sur le support 14. La flèche G sur les figures 1 et 2 représente la gravité et l’orientation du poids. La phase de fabrication additive des corps d’aube 12, et plus généralement des aubes 10 et/ou du secteur annulaire 100, progresse dans le sens opposé à la flèche G, du bord de fuite 12A vers le bord d’attaque 12B. En d’autres termes, dans cet exemple, on fabrique les aubes 10, et plus généralement le secteur annulaire 100, selon la direction axiale A, en commençant par le côté du bord de fuite des aubes 10.
Le support provisoire d’aube 14 présente une largeur L1 transverse à la direction de hauteur H comprise entre 1.8mm et 2.2mm, par exemple 2.0mm. Dans cet exemple, la direction transverse à la direction de hauteur H correspond à la direction circonférentielle C du secteur annulaire 100.
Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le support 14 est relié au corps d’aube 12 par une liaison 14A alvéolaire, cette liaison étant symbolisée par un trait discontinu.
Lorsque le corps d’aube 12, et plus généralement l’aube 10 ou le secteur 100, a été formé par fabrication additive, on retire le support 14 de chaque aube 10. On obtient ainsi le secteur annulaire 100 tel que représenté sur la . Comme cela est visible sur la , la largeur L2 du méplat selon une direction transverse à la direction de hauteur H des aubes 10 est inférieure ou égale à 2.2 mm, par exemple inférieure ou égale à 2.0mm.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims (8)

  1. Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine par fabrication additive, dans lequel :
    - on fabrique un support provisoire d’aube (14),
    - on fabrique un corps d’aube (12) comprenant un bord de fuite (12A) présentant un méplat (M), en commençant par le bord de fuite (12A), le méplat (M) reposant sur le support provisoire d’aube (14), et
    - on retire le support provisoire d’aube (14) après avoir fabriqué le corps d’aube (12).
  2. Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine selon la revendication 1, dans lequel l’aube (10) présente une direction de hauteur (H) s’étendant entre un pied d’aube (P) et une tête d’aube (T), le support provisoire d’aube (14) présentant une largeur (L1) transverse à la direction de hauteur (H) comprise entre 1.8mm et 2.2mm.
  3. Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le support provisoire d’aube (14) est relié au corps d’aube (12) via une liaison (14A), la liaison (14A) étant alvéolaire.
  4. Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’aube (10) présente une direction de hauteur (H) s’étendant entre un pied d’aube (P) et une tête d’aube (T), le méplat (M) s’étendant selon la direction de hauteur (H) et selon une direction transverse (C) à la direction de hauteur (H).
  5. Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine selon l’une quelconque des revendication 1 à 4, dans lequel l’aube (10) présente une direction de hauteur (H) s’étendant entre un pied d’aube (P) et une tête d’aube (T), la largeur (L2) du méplat (M) selon une direction transverse à la direction de hauteur (H) étant inférieure ou égale à 2.2 mm.
  6. Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine par fabrication additive selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la fabrication additive est une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre métallique ou par dépôt de fil métallique fondu.
  7. Procédé de fabrication d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine (100) par fabrication additive, le secteur annulaire (100) comprenant au moins une aube de turbomachine (10), dans lequel la au moins une aube de turbomachine (10) est fabriquée selon le procédé de fabrication d’une aube de turbomachine (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  8. Procédé de fabrication d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine (100) par fabrication additive selon la revendication 7, dans lequel la fabrication additive est une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre métallique ou par dépôt de fil métallique fondu.
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