FR3140291A1 - METHOD FOR MULTI-DRILLING BY ELECTROEROSION OF HOLES IN A WALL OF A ROOM - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé de multi-perçage par électroérosion de trous (17) dans une pièce (8) comprenant une paroi (13) comprenant une surface externe (14) et une surface interne (15), une cavité interne (16) délimitée par la surface interne (15) et une paroi opposée (15a) située en regard de la surface interne (15), comprenant les étapes suivantes : (a) fournir un dispositif (18) d’électroérosion multi-perçage, (d) déplacer les électrodes (20) du dispositif (18) pour percer simultanément les trous (17) dans la paroi (13), le procédé comprend en outre entre les étapes (a) et (d), les étapes suivantes : (b) fabriquer un modèle (21) de la paroi opposée (15a), (c) positionner chacune des électrodes (20) vis-à-vis du guide (19) grâce au modèle (21) fabriqué à l’étape (b) de façon à ce qu’une extrémité libre (20a) de chaque électrode (20) soit positionnée à une même distance prédéterminée (P) du modèle (21). Figure d’abrégé : Figure 5The invention relates to a method for multi-drilling by electroerosion of holes (17) in a part (8) comprising a wall (13) comprising an external surface (14) and an internal surface (15), an internal cavity (16) delimited by the internal surface (15) and an opposite wall (15a) located opposite the internal surface (15), comprising the following steps: (a) providing a multi-drilling electroerosion device (18), (d) moving the electrodes (20) of the device (18) to simultaneously drill the holes (17) in the wall (13), the method further comprises between steps (a) and (d), the following steps: (b) manufacturing a model (21) of the opposite wall (15a), (c) position each of the electrodes (20) vis-à-vis the guide (19) using the model (21) manufactured in step (b) so as to that a free end (20a) of each electrode (20) is positioned at the same predetermined distance (P) from the model (21). Abstract Figure: Figure 5

Description

PROCEDE DE MULTI-PERÇAGE PAR ELECTROEROSION DE TROUS DANS UNE PAROI D’UNE PIECEPROCESS FOR MULTI-DRILLING BY ELECTROEROSION OF HOLES IN A ROOM WALL Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

L’invention concerne le domaine des procédés de multi-perçage par électroérosion de trous dans une paroi d’une pièce, en particulier d’une aube pour une turbomachine d’aéronef.The invention relates to the field of multi-drilling methods by electroerosion of holes in a wall of a part, in particular of a blade for an aircraft turbomachine.

L’invention concerne tout particulièrement le domaine des procédés de multi-perçage par électroérosion mettant en œuvre un dispositif d’électroérosion multi-perçage comprenant un guide de perçage et une pluralité d’électrodes déplaçables d’un bloc.The invention particularly relates to the field of multi-drilling electroerosion processes using a multi-drilling electroerosion device comprising a drilling guide and a plurality of electrodes movable in one block.

Arrière-plan techniqueTechnical background

Une turbomachine d’aéronef, telle qu’un turboréacteur, comprend typiquement, d’amont en aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante mobile en rotation autour d’un axe longitudinal, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression et une tuyère d’échappement des gaz.An aircraft turbomachine, such as a turbojet, typically comprises, from upstream to downstream in the direction of gas flow, a movable fan rotating around a longitudinal axis, a low pressure compressor, a high pressure compressor , a combustion chamber, a high pressure turbine, a low pressure turbine and a gas exhaust nozzle.

La soufflante permet l’aspiration d’un flux d’air se divisant en un flux primaire et un flux secondaire. Le flux primaire traverse une veine primaire de la turbomachine tandis que le flux secondaire est dirigé vers une veine secondaire entourant la veine primaire.The blower allows the suction of an air flow divided into a primary flow and a secondary flow. The primary flow passes through a primary vein of the turbomachine while the secondary flow is directed towards a secondary vein surrounding the primary vein.

Le flux primaire est comprimé au sein des compresseurs. L’air comprimé est ensuite mélangé à un carburant et brulé au sein de la chambre de combustion. Les gaz issus de la combustion traversent les turbines puis s’échappent au travers de la tuyère dont la section permet l’accélération de ces gaz pour générer de la propulsion.The primary flow is compressed within the compressors. The compressed air is then mixed with fuel and burned within the combustion chamber. The gases resulting from combustion pass through the turbines then escape through the nozzle, the section of which allows the acceleration of these gases to generate propulsion.

Les turbines sont typiquement équipées d’aubes régulièrement réparties autour d’une roue mobile en rotation autour de l’axe longitudinal. Une aube s’étend radialement entre un pied et une tête. Une aube comprend par ailleurs une pale reliée au pied par une plateforme par exemple. La pale présente une forme aérodynamique et comprend typiquement une face intrados et une face extrados reliées par un bord d’attaque et un bord de fuite.Turbines are typically equipped with blades regularly distributed around a movable wheel rotating around the longitudinal axis. A blade extends radially between a foot and a head. A blade also includes a blade connected to the base by a platform for example. The blade has an aerodynamic shape and typically comprises an intrados face and an extrados face connected by a leading edge and a trailing edge.

Les aubes de turbine haute pression étant situées en aval de la chambre de combustion, elles sont soumises à de fortes températures. Ainsi, ces aubes sont typiquement en matériau métallique ou composite, notamment en composite à matrice céramique (CMC). Ces matériaux présentent l’avantage de résister à de fortes températures. Toutefois, de telles aubes peuvent être soumises à des températures supérieures aux températures auxquelles peuvent résister les matériaux métalliques ou composites à matrice céramique.As the high-pressure turbine blades are located downstream of the combustion chamber, they are subjected to high temperatures. Thus, these blades are typically made of metallic or composite material, in particular ceramic matrix composite (CMC). These materials have the advantage of resisting high temperatures. However, such blades can be subjected to temperatures higher than the temperatures that metallic or ceramic matrix composite materials can withstand.

Dans ce cadre, il a été proposé d’équiper les aubes d’un système de refroidissement. Le système de refroidissement comprend un circuit de refroidissement agencé à l’intérieur des aubes et permettant le passage d’air provenant des compresseurs à l’intérieur des aubes. Le circuit de refroidissement comprend des cavités internes formées lors de la fabrication des aubes. Chaque cavité interne est délimitée par une surface interne de l’aube. En outre, il a été proposé de percer des trous dans l’aube, notamment sur la face intrados ou extrados de l’aube, et débouchant dans les cavités internes pour créer un film d’air autour de l’aube. Afin d’augmenter l’efficacité de ce système de refroidissement, il a été proposé de réaliser au moins une rangée de trous dans l’aube.In this context, it was proposed to equip the blades with a cooling system. The cooling system includes a cooling circuit arranged inside the blades and allowing the passage of air from the compressors inside the blades. The cooling circuit includes internal cavities formed during the manufacturing of the blades. Each internal cavity is delimited by an internal surface of the blade. In addition, it has been proposed to drill holes in the blade, in particular on the intrados or extrados side of the blade, and opening into the internal cavities to create a film of air around the blade. In order to increase the efficiency of this cooling system, it was proposed to make at least one row of holes in the blade.

Les trous sont typiquement percés par électroérosion après la fabrication de l’aube à l’aide d’un dispositif d’électroérosion. En effet, les procédés d’électroérosion sont les seuls compatibles avec les géométries complexes des aubes et à garantir la santé matière los du perçage. Afin de réaliser ces trous de manière précise et rapide, il a été proposé d’utiliser un dispositif d’électroérosion multi perçage. En effet, un tel dispositif permet la réalisation d’une rangée de trous simultanément et permet un gain économique de 30% comparé à un dispositif d’électroérosion mono perçage permettant de réaliser un seul perçage à la fois. Un tel dispositif d’électroérosion multi perçage comprend un guide de perçage et une pluralité d’électrodes parallèles portées par le guide. Les électrodes sont alignées dans le guide et sont mobiles en translation selon une direction parallèle à un axe d’allongement des électrodes. Le déplacement des électrodes se fait en simultanée dans le guide afin de réaliser le perçage par électroérosion de l’aube.The holes are typically drilled by EDM after manufacturing the blade using an EDM device. Indeed, electroerosion processes are the only ones compatible with the complex geometries of the blades and guarantee the health of the material during drilling. In order to make these holes precisely and quickly, it was proposed to use a multi-drilling electroerosion device. Indeed, such a device allows the production of a row of holes simultaneously and allows an economic gain of 30% compared to a single-drill EDM device allowing a single hole to be made at a time. Such a multi-drilling EDM device comprises a drilling guide and a plurality of parallel electrodes carried by the guide. The electrodes are aligned in the guide and are movable in translation in a direction parallel to an axis of extension of the electrodes. The electrodes are moved simultaneously in the guide in order to carry out electroerosion drilling of the blade.

Les électrodes sont typiquement soit déplacées d’une distance prédéterminée soit déplacées jusqu’à une condition donnée. Une fois cette distance ou cette condition atteinte, la profondeur du trou est considérée comme atteinte.The electrodes are typically either moved a predetermined distance or moved to a given condition. Once this distance or condition is reached, the depth of the hole is considered reached.

Il est particulièrement important de prédéterminer avec précision cette distance ou cette condition. En effet, si ces paramètres sont incorrects, alors il existe un risque que la paroi de la cavité opposée à la paroi dans laquelle est ménagée les trous soit impactée par les électrodes et percée. Ceci peut impacter le système de refroidissement de l’aube et sa résistance mécanique.It is particularly important to accurately predetermine this distance or condition. Indeed, if these parameters are incorrect, then there is a risk that the wall of the cavity opposite the wall in which the holes are made will be impacted by the electrodes and pierced. This can impact the blade's cooling system and its mechanical resistance.

La position de la cavité interne peut varier d’une aube à une autre. Aussi, la géométrie de la cavité interne peut varier au sein de l’aube et/ou entre deux aubes. Typiquement, l’épaisseur de la cavité interne peut varier le long de la pièce. Or, les électrodes sont positionnées dans le guide en prenant comme hypothèse que cette épaisseur est constante et qu’elle est identique pour chacune des aubes. Ainsi, la position des électrodes dans le guide n’est pas adaptée pour une série d’aubes dans laquelle la position des cavités internes varie. Il existe donc un risque important que lors du multi perçage par électroérosion avec des électrodes entrainées simultanément, la cavité interne soit impactée par certaines électrodes.The position of the internal cavity can vary from one blade to another. Also, the geometry of the internal cavity can vary within the blade and/or between two blades. Typically, the thickness of the internal cavity can vary along the part. However, the electrodes are positioned in the guide assuming that this thickness is constant and that it is identical for each of the blades. Thus, the position of the electrodes in the guide is not suitable for a series of blades in which the position of the internal cavities varies. There is therefore a significant risk that during multiple drilling by electroerosion with electrodes driven simultaneously, the internal cavity will be impacted by certain electrodes.

Dans ce cadre, il existe un besoin de fournir un procédé de multi perçage par électroérosion de trous dans une pièce comprenant une paroi présentant une surface externe et une surface interne et une cavité interne délimitée par la surface interne et une paroi opposée, située en regard de la surface interne, qui permet de garantir un perçage sans impact de la pièce, c’est-à-dire sans perçage de la paroi opposée.In this context, there is a need to provide a method for multi-drilling by electroerosion of holes in a part comprising a wall having an external surface and an internal surface and an internal cavity delimited by the internal surface and an opposite wall, located opposite of the internal surface, which guarantees drilling without impact of the part, that is to say without drilling the opposite wall.

A cet effet, l’invention propose un procédé de multi-perçage par électroérosion de trous dans une paroi d’une pièce, la paroi comprenant une surface externe et une surface interne, la pièce comprenant en outre une cavité interne délimitée par la surface interne et une paroi opposée située en regard de la surface interne, le procédé comprenant les étapes suivantes :For this purpose, the invention proposes a method of multi-drilling by electroerosion of holes in a wall of a part, the wall comprising an external surface and an internal surface, the part further comprising an internal cavity delimited by the internal surface and an opposite wall located opposite the internal surface, the method comprising the following steps:

(a) fournir un dispositif d’électroérosion multi-perçage comprenant un guide de perçage et une pluralité d’électrodes parallèles portées par ce guide, chaque électrode étant configurée pour percer par électroérosion un trou dans la paroi depuis la surface externe jusqu’à la surface interne,(a) providing a multi-drilling EDM device comprising a drilling guide and a plurality of parallel electrodes carried by this guide, each electrode being configured to drill by EDM a hole in the wall from the external surface to the internal surface,

(d) déplacer les électrodes en translation vers la paroi de la pièce selon une direction parallèle à un axe d’allongement des électrodes pour percer simultanément les trous dans la paroi.(d) moving the electrodes in translation towards the wall of the part in a direction parallel to an axis of elongation of the electrodes to simultaneously drill the holes in the wall.

Le procédé selon l’invention est remarquable en ce qu’il comprend entre les étapes (a) et (d), les étapes suivantes :The method according to the invention is remarkable in that it comprises, between steps (a) and (d), the following steps:

(b) fabriquer un modèle de la paroi opposée,(b) make a model of the opposite wall,

(c) positionner chacune des électrodes vis-à-vis du guide grâce au modèle fabriqué à l’étape de façon à ce qu’une extrémité libre de chaque électrode soit positionnée à une même distance prédéterminée du modèle.(c) position each of the electrodes vis-à-vis the guide using the model manufactured in step so that a free end of each electrode is positioned at the same predetermined distance from the model.

La pièce comprend donc une paroi présentant une surface externe et une surface interne. La paroi présente des trous qui traversent les paroi externe et interne. La pièce comprend en outre une cavité interne dans laquelle débouche les trous. La cavité interne est délimitée par la surface interne de la paroi et par une paroi opposée, située en regard de la surface interne et donc des trous.The part therefore comprises a wall having an external surface and an internal surface. The wall has holes that pass through the outer and inner walls. The part further comprises an internal cavity into which the holes open. The internal cavity is delimited by the internal surface of the wall and by an opposite wall, located opposite the internal surface and therefore the holes.

Selon le procédé de l’invention, le modèle permet de reproduire la paroi opposée réelle de la pièce qui délimite la cavité interne de la pièce. Ainsi, les électrodes peuvent être positionnées individuellement dans le guide de façon à ce que les électrodes soient à une distance prédéterminée du modèle.According to the method of the invention, the model makes it possible to reproduce the real opposite wall of the part which delimits the internal cavity of the part. Thus, the electrodes can be positioned individually in the guide so that the electrodes are at a predetermined distance from the model.

Une fois les électrodes correctement positionnées vis-à-vis du modèle, leur déplacement correspondra à la forme de la cavité interne à atteindre.Once the electrodes are correctly positioned in relation to the model, their movement will correspond to the shape of the internal cavity to be achieved.

Comme la géométrie de la paroi opposée est correctement prise en compte à l’étape (c), une fois la détection des trous opérée, la forme des électrodes respectera la cavité réelle et permettra d’éviter les impacts dans la pièce dégradant la cavité interne.As the geometry of the opposite wall is correctly taken into account in step (c), once the holes have been detected, the shape of the electrodes will respect the real cavity and will avoid impacts in the part degrading the internal cavity .

Grâce à l’invention, il est donc possible de réaliser des trous sans impact de la paroi opposée, et donc d’améliorer la qualité du système de refroidissement de la pièce et sa résistance mécanique.Thanks to the invention, it is therefore possible to make holes without impact of the opposite wall, and therefore to improve the quality of the cooling system of the part and its mechanical resistance.

L’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The invention may include one or more of the following characteristics, taken in isolation from each other or in combination with each other:

- l’étape (b) comprend les sous-étapes suivantes :- step (b) includes the following sub-steps:

(b0) fournir une reconstruction virtuelle de la cavité interne de la pièce, et(b0) provide a virtual reconstruction of the internal cavity of the part, and

(b1) fabriquer le modèle sur la base de la reconstruction virtuelle obtenue lors de l’étape (b0),(b1) produce the model on the basis of the virtual reconstruction obtained during step (b0),

- la sous-étape (b0) est réalisée par imagerie,- sub-step (b0) is carried out by imaging,

- l’étape (b0) est réalisée par tomographie, avantageusement par tomographie à rayons X,- step (b0) is carried out by tomography, advantageously by X-ray tomography,

- la sous-étape (b0) comprend les sous-étapes suivantes :- sub-step (b0) includes the following sub-steps:

(bi) fournir une série de reconstructions virtuelles de cavités internes d’une série de pièces,(bi) provide a series of virtual reconstructions of internal cavities of a series of parts,

(bii) réaliser une reconstruction virtuelle moyenne de la cavité interne basée sur une moyenne de la série de reconstructions virtuelles de l’étape (bi),(bii) performing an average virtual reconstruction of the internal cavity based on an average of the series of virtual reconstructions of step (bi),

- l’étape (b1) est réalisée par fabrication additive,- step (b1) is carried out by additive manufacturing,

- lors de l’étape (c), la distance prédéterminée entre l’extrémité libre de chaque électrode et le modèle est nulle de sorte que l’extrémité libre de chaque électrode soit en appui sur le modèle,- during step (c), the predetermined distance between the free end of each electrode and the model is zero so that the free end of each electrode rests on the model,

- les électrodes sont montées coulissantes dans le guide et sont réglables individuellement en position dans le guide,- the electrodes are slidably mounted in the guide and are individually adjustable in position in the guide,

- la pièce est une aube comprenant une face intrados et une face extrados reliées par un bord d’attaque et un bord de fuite, la surface externe étant la face intrados et/ou la face extrados,- the part is a blade comprising an intrados face and an extrados face connected by a leading edge and a trailing edge, the external surface being the intrados face and/or the extrados face,

- la pièce est en matériau métallique ou en matériau composite à matrice céramique.- the part is made of metallic material or ceramic matrix composite material.

Brève description des figuresBrief description of the figures

D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit d’un mode de réalisation non limitatif de l’invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages will emerge from the following description of a non-limiting embodiment of the invention with reference to the appended drawings in which:

la est une représentation schématique en coupe longitudinale d’une demi-turbomachine d’aéronef selon l’invention,there is a schematic representation in longitudinal section of an aircraft half-turbomachine according to the invention,

la est une représentation schématique d’une aube percée par le procédé selon l’invention,there is a schematic representation of a blade pierced by the method according to the invention,

la est une représentation schématique en coupe transversale de l’aube à percer par le procédé de l’invention,there is a schematic representation in cross section of the blade to be pierced by the method of the invention,

la est une représentation schématique d’un dispositif d’électroérosion multi-perçage mis en œuvre dans le procédé de l’invention,there is a schematic representation of a multi-drilling electroerosion device implemented in the method of the invention,

la est une représentation schématique du dispositif dans l’étape (c) du procédé,there is a schematic representation of the device in step (c) of the method,

la est une représentation schématique d’un autre exemple du dispositif dans l’étape (c) du procédé,there is a schematic representation of another example of the device in step (c) of the method,

la est une représentation schématique du dispositif dans l’étape (d) du procédé,there is a schematic representation of the device in step (d) of the method,

la est un schéma synoptique du procédé de l’invention.there is a block diagram of the process of the invention.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

Un exemple de turbomachine 1 d’aéronef selon l’invention est représenté sur la . La turbomachine 1 s’étend autour et le long d’un axe longitudinal X.An example of an aircraft turbomachine 1 according to the invention is shown on the . The turbomachine 1 extends around and along a longitudinal axis X.

Dans la présente demande, les termes « amont » « aval », sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine 1 suivant l’axe longitudinal X.In the present application, the terms “upstream” “downstream” are defined in relation to the direction of gas circulation in the turbomachine 1 along the longitudinal axis X.

Les termes « axial », « axialement », « radial », « radialement », « interne », « intérieur », « externe », « extérieur », « extérieurement », sont définis par rapport à l’axe longitudinal X de la turbomachine 1.The terms “axial”, “axially”, “radial”, “radially”, “internal”, “interior”, “external”, “exterior”, “externally”, are defined with respect to the longitudinal axis turbomachine 1.

La turbomachine 1 comprend d’amont en aval, une soufflante 2, au moins un compresseur tel qu’un compresseur basse pression 3 et un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, au moins une turbine telle qu’une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7, et une tuyère (non représentée).The turbomachine 1 comprises, from upstream to downstream, a fan 2, at least one compressor such as a low pressure compressor 3 and a high pressure compressor 4, a combustion chamber 5, at least one turbine such as a high pressure turbine 6 and a low pressure turbine 7, and a nozzle (not shown).

La soufflante 2 permet l’aspiration d’un flux d’air F se divisant en un flux primaire F1 et un flux secondaire F2. Le flux primaire F1 traverse le moteur de la turbomachine 1 tandis que le flux secondaire F2 est dirigé vers une veine secondaire.The blower 2 allows the suction of an air flow F dividing into a primary flow F1 and a secondary flow F2. The primary flow F1 passes through the engine of the turbomachine 1 while the secondary flow F2 is directed towards a secondary stream.

Le flux primaire F1 est comprimé au sein du compresseur basse pression 3 puis du compresseur haute pression 4. L’air comprimé est ensuite mélangé à un carburant et brulé au sein de la chambre de combustion 5. Les gaz formés par la combustion traversent les turbines haute pression 6 et basse pression 7. Les gaz s’échappent enfin au travers de la tuyère dont la section permet l’accélération de ces gaz pour générer de la propulsion.The primary flow F1 is compressed within the low pressure compressor 3 then the high pressure compressor 4. The compressed air is then mixed with a fuel and burned within the combustion chamber 5. The gases formed by the combustion pass through the turbines high pressure 6 and low pressure 7. The gases finally escape through the nozzle, the section of which allows the acceleration of these gases to generate propulsion.

La soufflante 2 est par exemple carénée. Elle est entourée par un carter 2b annulaire centré sur l’axe longitudinal X. Le carter 2b est par exemple entouré par une nacelle (non représentée) de la turbomachine 1.The fan 2 is for example streamlined. It is surrounded by an annular casing 2b centered on the longitudinal axis X. The casing 2b is for example surrounded by a nacelle (not shown) of the turbomachine 1.

En référence à la , la turbine haute pression 6 comprend des aubes 8 s’étendant radialement à partir d’un disque (non représenté) mobile ou fixe en rotation par rapport à l’axe longitudinal X. Chaque aube 8 s’étend selon un axe radial Y entre une tête 10 et un pied 12. Chaque aube 8 comprend une pale 9. Le pied 12 est par exemple relié à la pale 9 par une plateforme 11. Le pied 12 est monté dans le disque pour retenir l’aube 8 sur le disque. La pale 9 présente une forme aérodynamique est comprend une face intrados 9i et une face extrados reliées par un bord d’attaque 9a et un bord de fuite 9b.In reference to the , the high pressure turbine 6 comprises blades 8 extending radially from a disc (not shown) movable or fixed in rotation relative to the longitudinal axis X. Each blade 8 extends along a radial axis Y between a head 10 and a foot 12. Each blade 8 comprises a blade 9. The foot 12 is for example connected to the blade 9 by a platform 11. The foot 12 is mounted in the disk to retain the blade 8 on the disk. The blade 9 has an aerodynamic shape and comprises an intrados face 9i and an extrados face connected by a leading edge 9a and a trailing edge 9b.

En référence à la , l’aube 8 comprend une paroi 13 comprenant une surface externe 14 formée par la face intrados 9i et/ou la face extrados et une surface interne 15.In reference to the , the blade 8 comprises a wall 13 comprising an external surface 14 formed by the intrados face 9i and/or the extrados face and an internal surface 15.

L’aube 8 est en matériau électro conducteur. Le matériau est par exemple un matériau métallique ou un matériau composite. Avantageusement, le matériau composite est un matériau composite à matrice céramique (CMC). De tels matériaux présentent l’avantage de résister à de fortes températures et donc de permettre la mise en œuvre de ces aubes à proximité de la chambre de combustion 5, dans un environnement soumis à de fortes températures.Blade 8 is made of electro-conductive material. The material is for example a metallic material or a composite material. Advantageously, the composite material is a ceramic matrix composite (CMC) material. Such materials have the advantage of resisting high temperatures and therefore of allowing the implementation of these blades near the combustion chamber 5, in an environment subject to high temperatures.

Afin d’améliorer encore la résistance en température des aubes 8, chaque aube 8 comprend un système de refroidissement. En référence aux figures 2 et 3, le système de refroidissement comprend au moins une cavité interne 16 pour la circulation d’air par exemple prélevé du compresseur basse pression 4, à l’intérieur de l’aube 8. La cavité interne 16 est délimitée par la surface interne 15 et une paroi opposée 15a située en regard de la surface interne 15. L’épaisseur de la cavité interne 16 est par exemple variable. Elle présente par exemple une première épaisseur e1 et une seconde épaisseur e2 inférieure à la première épaisseur e1. Ceci est dû par exemple à la variabilité de la géométrie de la paroi opposée 15a.In order to further improve the temperature resistance of the blades 8, each blade 8 includes a cooling system. With reference to Figures 2 and 3, the cooling system comprises at least one internal cavity 16 for the circulation of air, for example taken from the low pressure compressor 4, inside the blade 8. The internal cavity 16 is delimited by the internal surface 15 and an opposite wall 15a located opposite the internal surface 15. The thickness of the internal cavity 16 is for example variable. It has, for example, a first thickness e1 and a second thickness e2 less than the first thickness e1. This is due for example to the variability of the geometry of the opposite wall 15a.

Afin d’améliorer encore la résistance en température des aubes 8, le système de refroidissement comprend en outre des trous 17 percés dans la paroi 13. Les trous 17 s’étendent depuis la surface externe 14 jusqu’à la surface interne 15. Ils débouchent ainsi dans la cavité interne 16. Les trous 17 permettent ainsi le passage d’air de la cavité interne 16 jusqu’à la surface externe 14 afin de créer un film d’air autour de l’aube 8 pour la refroidir.In order to further improve the temperature resistance of the blades 8, the cooling system further comprises holes 17 drilled in the wall 13. The holes 17 extend from the external surface 14 to the internal surface 15. They open thus in the internal cavity 16. The holes 17 thus allow the passage of air from the internal cavity 16 to the external surface 14 in order to create a film of air around the blade 8 to cool it.

Les trous 17 présentent par exemple une section circulaire. Ils présentent avantageusement un diamètre de l’ordre du micromètre. Les trous 17 sont avantageusement alignés et/ou répartis en quinconce. Comme représenté sur l’exemple de la , l’aube 8 peut comprendre une première série 17a de trous 17 alignés selon une seule rangée et une seconde série 17b de trous 17 répartis en quinconce.The holes 17 have, for example, a circular section. They advantageously have a diameter of the order of a micrometer. The holes 17 are advantageously aligned and/or staggered. As shown in the example of , the blade 8 may comprise a first series 17a of holes 17 aligned in a single row and a second series 17b of holes 17 distributed in a staggered manner.

Selon l’invention, les trous 17 sont réalisés par électroérosion (EDM pour « Electrical Discharge Machining » en langue anglaise). En effet, un tel procédé est compatible avec la forme aérodynamique de l’aube 8 et permet de garantir la santé matière los du perçage des trous 17.According to the invention, the holes 17 are made by electroerosion (EDM for “Electrical Discharge Machining” in English). Indeed, such a process is compatible with the aerodynamic shape of the blade 8 and makes it possible to guarantee the health of the material when drilling the holes 17.

Selon l’invention, les trous 17 sont réalisés avec un dispositif 18 d’électroérosion multi-perçage. Un tel dispositif 18 présente l’avantage de permettre le perçage d’une pluralité de trous 17 simultanément. Ceci permet un gain économique d’au moins 30% comparé à un dispositif d’électroérosion mono-perçage avec lequel il ne peut être réalisé qu’ un seul trou à la fois.According to the invention, the holes 17 are made with a multi-drilling electroerosion device 18. Such a device 18 has the advantage of allowing the drilling of a plurality of holes 17 simultaneously. This allows an economic gain of at least 30% compared to a single-drill EDM device with which only one hole can be made at a time.

En référence à la , le dispositif 18 comprend un guide 19 de perçage et une pluralité d’électrodes 20 portées par le guide 19. Le guide 19 comprend par exemple entre quatre et trente électrodes 20.In reference to the , the device 18 comprises a drilling guide 19 and a plurality of electrodes 20 carried by the guide 19. The guide 19 comprises for example between four and thirty electrodes 20.

Les électrodes 20 sont agencées parallèlement les unes aux autres et permettent chacune de réaliser un trou 17 par électroérosion. Chaque électrode 20 présente une forme allongée selon un axe d’allongement Z. Elles s’étendent selon l’axe d’allongement Z entre une tête (non représenté) et une extrémité libre 20a. Chaque électrode 20 est configurée pour percer par électroérosion un trou 17 dans la paroi 13 depuis la surface externe 14 jusqu’à la surface interne 15.The electrodes 20 are arranged parallel to each other and each allow a hole 17 to be made by electroerosion. Each electrode 20 has an elongated shape along an axis of elongation Z. They extend along the axis of elongation Z between a head (not shown) and a free end 20a. Each electrode 20 is configured to drill by electroerosion a hole 17 in the wall 13 from the external surface 14 to the internal surface 15.

Selon l’invention, chaque électrode 20 est montée coulissante dans le guide 19 et est réglable individuellement en position dans le guide 19 de façon à atteindre une même distance D prédéterminée vis-à-vis de la paroi opposée 15a.According to the invention, each electrode 20 is slidably mounted in the guide 19 and is individually adjustable in position in the guide 19 so as to reach the same predetermined distance D with respect to the opposite wall 15a.

Chaque électrode 20 est mobile en translation selon une direction T parallèle à l’axe d’allongement Z des électrodes 20. Le déplacement en translation des électrodes 20 permet d’entrainer les électrodes 20 vers la paroi 13 pour son perçage. Les électrodes 20 sont avantageusement déplaçables d’un bloc.Each electrode 20 is movable in translation in a direction T parallel to the axis of elongation Z of the electrodes 20. The translational movement of the electrodes 20 makes it possible to drive the electrodes 20 towards the wall 13 for its drilling. The electrodes 20 are advantageously movable as a unit.

Un procédé de perçage multiple des trous 17 va maintenant être décrit en référence aux figures 4 à 7.A method of multiple drilling of holes 17 will now be described with reference to Figures 4 to 7.

Le procédé de perçage selon l’invention comprend les étapes suivantes réalisées dans l’ordre chronologique :The drilling method according to the invention comprises the following steps carried out in chronological order:

(a) fournir le dispositif 18,(a) provide device 18,

(b) fabriquer un modèle 21 de la paroi opposée 15a,(b) manufacture a model 21 of the opposite wall 15a,

(c) positionner chacune des électrodes 20 vis-à-vis du guide 19 grâce au modèle 21 fabriquée à l’étape (b) de façon à ce que l’extrémité libre 20a de chaque électrode 20 soit positionnée à une même distance P prédéterminée du modèle 21,(c) position each of the electrodes 20 vis-à-vis the guide 19 using the model 21 manufactured in step (b) so that the free end 20a of each electrode 20 is positioned at the same predetermined distance P of model 21,

(d) déplacer chaque électrode 20 en translation vers la paroi 13 selon une direction T parallèle à l’axe d’allongement Z des électrodes 20 pour percer simultanément les trous 17 dans la paroi 13.(d) move each electrode 20 in translation towards the wall 13 in a direction T parallel to the axis of elongation Z of the electrodes 20 to simultaneously drill the holes 17 in the wall 13.

A l’étape (a), les extrémités libres 20a de chaque électrode 20 sont par exemple alignées comme visible sur la . Les extrémités libres 20a sont alignés dans un plan perpendiculaire à l’axe d’allongement Z des électrodes 20.In step (a), the free ends 20a of each electrode 20 are for example aligned as visible on the . The free ends 20a are aligned in a plane perpendicular to the axis of elongation Z of the electrodes 20.

Comme visible sur la , la modèle 21 permet de reproduire la paroi opposée 15a de la cavité interne 16.As visible on the , model 21 makes it possible to reproduce the opposite wall 15a of the internal cavity 16.

Avantageusement, l’étape (b) comprend les sous-étapes suivantes :Advantageously, step (b) comprises the following substeps:

(b0) fournir une reconstruction virtuelle de la cavité interne 16, et(b0) provide a virtual reconstruction of the internal cavity 16, and

(b1) fabriquer le modèle 21 sur la base de la reconstruction virtuelle obtenue lors de l’étape (b0).(b1) produce model 21 on the basis of the virtual reconstruction obtained during step (b0).

La sous-étape (b0) est avantageusement réalisée par imagerie et de manière encore plus avantageuse par tomographie, par exemple par tomographie à rayons X. En effet, la tomographie permet de représenter en trois dimensions l’aube 8 et donc la cavité interne 16. Sur cette base, il est possible de fabriquer le modèle 21.Sub-step (b0) is advantageously carried out by imaging and even more advantageously by tomography, for example by X-ray tomography. Indeed, tomography makes it possible to represent the blade 8 and therefore the internal cavity 16 in three dimensions. On this basis, it is possible to manufacture model 21.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la sous-étape (b0) comprend les sous-étapes suivantes :According to one embodiment of the invention, sub-step (b0) comprises the following sub-steps:

(bi) fournir une série de reconstructions virtuelles de cavités internes d’une série d’aubes,(bi) provide a series of virtual reconstructions of internal cavities of a series of blades,

(bii) réaliser une reconstruction virtuelle moyenne de la cavité interne 16 basée sur une moyenne de la série de reconstructions virtuelles de l’étape (bi).(bii) performing an average virtual reconstruction of the internal cavity 16 based on an average of the series of virtual reconstructions of step (bi).

Ce mode de réalisation de l’invention permet de fabriquer un modèle moyen correspondant à une série d’aubes. Le modèle 21 pourra être ainsi utilisé pour régler la position des électrodes 20 pour l’ensemble de la série d’aubes 8.This embodiment of the invention makes it possible to manufacture an average model corresponding to a series of blades. Model 21 can thus be used to adjust the position of the electrodes 20 for the entire series of blades 8.

Avantageusement, l’étape (b1) de fabrication du modèle 21 est réalisée par fabrication additive.Advantageously, step (b1) of manufacturing model 21 is carried out by additive manufacturing.

Selon un mode de réalisation avantageux représenté sur la , lors de l’étape (c), la distance prédéterminée P entre l’extrémité libre 20a de chaque électrode 20 et la modèle 21 est nulle de sorte que l’extrémité libre 20a de chaque électrode 20 soit en appui sur le modèle 21. Selon ce mode de réalisation, l’étape (c) comprend les sous-étapes chronologiques suivantes :According to an advantageous embodiment shown in the , during step (c), the predetermined distance P between the free end 20a of each electrode 20 and the model 21 is zero so that the free end 20a of each electrode 20 rests on the model 21. According to this embodiment, step (c) comprises the following chronological substeps:

(c1) faire coulisser chaque électrode 20 dans le guide 19 de façon à ce que l’extrémité libre 20a de chaque électrode 20 soit en appui contre le modèle 21,(c1) slide each electrode 20 in the guide 19 so that the free end 20a of each electrode 20 rests against the model 21,

(c2) bloquer en position chaque électrode 20 dans le guide 19.(c2) lock each electrode 20 in position in the guide 19.

Ceci facilite le positionnement des électrodes 20 vis-à-vis du guide 19.This facilitates the positioning of the electrodes 20 with respect to the guide 19.

Les étapes (b) et (c) permettent ainsi de prendre en compte la géométrie réelle de la cavité interne 16 et donc l’épaisseur de la paroi 13 afin de réaliser un perçage sans impact de la paroi opposée 15a située en regard de la surface interne 15 de la cavité interne 16.Steps (b) and (c) thus make it possible to take into account the real geometry of the internal cavity 16 and therefore the thickness of the wall 13 in order to carry out drilling without impact of the opposite wall 15a located opposite the surface internal 15 of the internal cavity 16.

En référence à la , à l’issue de l’étape (c) de positionnement des électrodes 20, chaque électrodes est positionnée à une même distance D prédéterminée vis-à-vis de la paroi opposée 15a.In reference to the , at the end of step (c) of positioning the electrodes 20, each electrode is positioned at the same predetermined distance D with respect to the opposite wall 15a.

Lors de l’étape (d), les électrodes 20 sont déplacées d’un bloc.During step (d), the electrodes 20 are moved as a unit.

L’arrêt de l’usinage des trous 17 par les électrodes 20 peut être réalisé par la détection par exemple d’un paramètre donné. Le paramètre peut être le courant parcouru par les électrodes 20. En effet, l’intensité du courant varie selon le milieu dans lequel se situe les électrodes 20. Lorsque les électrodes 20 traversent la paroi 13, une première intensité est mesurée tandis que lorsque les électrodes 20 atteignent la cavité interne 16, une seconde intensité est mesurée signalant l’arrêt du perçage des trous 17. D’autres moyens d’arrêt du perçage peuvent être mis en œuvre.The machining of the holes 17 by the electrodes 20 can be stopped by detecting, for example, a given parameter. The parameter can be the current traveled by the electrodes 20. In fact, the intensity of the current varies depending on the medium in which the electrodes 20 are located. When the electrodes 20 pass through the wall 13, a first intensity is measured while when the electrodes 20 reach the internal cavity 16, a second intensity is measured signaling the stopping of the drilling of the holes 17. Other means of stopping the drilling can be implemented.

Grace à l’invention, il est possible de positionner correctement les électrodes 20 en fonction de la géométrie de la cavité interne 16. Comme la géométrie de la paroi opposée 15a est correctement prise en compte à l’étape (c), au moment du débouchage des électrodes 20 dans la cavité interne 16, les électrodes 20 seront correctement en position pour éviter la formation de trous dans la paroi opposée 15a située en regard de la surface interne 15 de la cavité 16. Le perçage peut donc être réalisé sans impact. Les électrodes 20 peuvent ainsi être déplacées d’un bloc sans risque d’impact.Thanks to the invention, it is possible to correctly position the electrodes 20 as a function of the geometry of the internal cavity 16. As the geometry of the opposite wall 15a is correctly taken into account in step (c), at the time of unblocking the electrodes 20 in the internal cavity 16, the electrodes 20 will be correctly in position to avoid the formation of holes in the opposite wall 15a located opposite the internal surface 15 of the cavity 16. Drilling can therefore be carried out without impact. The electrodes 20 can thus be moved as a unit without risk of impact.

Claims (10)

Procédé de multi-perçage par électroérosion de trous (17) dans une paroi (13) d’une pièce (8), la paroi (13) comprenant une surface externe (14) et une surface interne (15), la pièce (8) comprenant en outre une cavité interne (16) délimitée par la surface interne (15) et une paroi opposée (15a) située en regard de la surface interne (15), le procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) fournir un dispositif (18) d’électroérosion multi-perçage comprenant un guide (19) de perçage et une pluralité d’électrodes (20) parallèles portées par ce guide (19), chaque électrode (20) étant configurée pour percer par électroérosion un trou (17) dans la paroi (13) depuis la surface externe (14) jusqu’à la surface interne (15),
(d) déplacer les électrodes (20) en translation vers la paroi (13) de la pièce (8) selon une direction (T) parallèle à un axe d’allongement (Z) des électrodes (20) pour percer simultanément les trous (17) dans la paroi (13),
caractérisé en ce que le procédé comprend entre les étapes (a) et (d), les étapes suivantes :
(b) fabriquer un modèle (21) de la paroi opposée (15a),
(c) positionner chacune des électrodes (20) vis-à-vis du guide (19) grâce au modèle (21) fabriqué à l’étape (b) de façon à ce qu’une extrémité libre (20a) de chaque électrode (20) soit positionnée à une même distance prédéterminée (P) du modèle (21).Method for multi-drilling by electroerosion of holes (17) in a wall (13) of a part (8), the wall (13) comprising an external surface (14) and an internal surface (15), the part (8 ) further comprising an internal cavity (16) delimited by the internal surface (15) and an opposite wall (15a) located opposite the internal surface (15), the method comprising the following steps:
(a) providing a multi-drilling EDM device (18) comprising a drilling guide (19) and a plurality of parallel electrodes (20) carried by this guide (19), each electrode (20) being configured to drill by electroerosion a hole (17) in the wall (13) from the external surface (14) to the internal surface (15),
(d) moving the electrodes (20) in translation towards the wall (13) of the part (8) in a direction (T) parallel to an axis of elongation (Z) of the electrodes (20) to simultaneously drill the holes ( 17) in the wall (13),
characterized in that the method comprises, between steps (a) and (d), the following steps:
(b) making a model (21) of the opposite wall (15a),
(c) position each of the electrodes (20) vis-à-vis the guide (19) using the model (21) manufactured in step (b) so that a free end (20a) of each electrode ( 20) is positioned at the same predetermined distance (P) from the model (21). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape (b) comprend les sous-étapes suivantes :
(b0) fournir une reconstruction virtuelle de la cavité interne (16) de la pièce (8), et
(b1) fabriquer le modèle (21) sur la base de la reconstruction virtuelle obtenue lors de l’étape (b0).Method according to the preceding claim, characterized in that step (b) comprises the following substeps:
(b0) providing a virtual reconstruction of the internal cavity (16) of the part (8), and
(b1) manufacturing the model (21) on the basis of the virtual reconstruction obtained during step (b0). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sous-étape (b0) est réalisée par imagerie.Method according to the preceding claim, characterized in that substep (b0) is carried out by imaging. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape (b0) est réalisée par tomographie, avantageusement par tomographie à rayons X.Method according to the preceding claim, characterized in that step (b0) is carried out by tomography, advantageously by X-ray tomography. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la sous-étape (b0) comprend les sous-étapes suivantes :
(bi) fournir une série de reconstructions virtuelles de cavités internes d’une série de pièces,
(bii) réaliser une reconstruction virtuelle moyenne de la cavité interne (16) basée sur une moyenne de la série de reconstructions virtuelles de l’étape (bi).Method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that sub-step (b0) comprises the following sub-steps:
(bi) provide a series of virtual reconstructions of internal cavities of a series of parts,
(bii) performing an average virtual reconstruction of the internal cavity (16) based on an average of the series of virtual reconstructions of step (bi). Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l’étape (b1) est réalisée par fabrication additive.Method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that step (b1) is carried out by additive manufacturing. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l’étape (c), la distance prédéterminée (P) entre l’extrémité libre (20a) de chaque électrode (20) et le modèle (21) est nulle de sorte que l’extrémité libre (20a) de chaque électrode (20) soit en appui sur le modèle (21).Method according to any one of the preceding claims, characterized in that during step (c), the predetermined distance (P) between the free end (20a) of each electrode (20) and the model (21) is zero so that the free end (20a) of each electrode (20) rests on the model (21). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes (20) sont montées coulissantes dans le guide (19) et sont réglables individuellement en position dans le guide (19).Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrodes (20) are slidably mounted in the guide (19) and are individually adjustable in position in the guide (19). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce est une aube (8) comprenant une face intrados (9i) et une face extrados reliées par un bord d’attaque (9a) et un bord de fuite (9b), la surface externe (14) étant la face intrados (9i) et/ou la face extrados.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the part is a blade (8) comprising an intrados face (9i) and an extrados face connected by a leading edge (9a) and a trailing edge (9b ), the external surface (14) being the intrados face (9i) and/or the extrados face. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce (8) est en matériau métallique ou en matériau composite à matrice céramique.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the part (8) is made of metallic material or of ceramic matrix composite material.
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