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Patent 3097010 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3097010
(54) English Title: CORE FOR METAL CASTING AN AERONAUTICAL PART
(54) French Title: NOYAU POUR LA FONDERIE D'UNE PIECE AERONAUTIQUE
Status: Examination Requested
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B22C 9/10 (2006.01)
(72) Inventors :
  • ROLLINGER, ADRIEN BERNARD VINCENT (France)
  • BOHLI, RAMZI (France)
  • NIANE, NGADIA TAHA (France)
  • LE HEGARAT, ALAIN (France)
  • CARIOU, ROMAIN PIERRE (France)
  • GRANGE, DAVID (France)
  • GUERCHE, DIDIER MAURICE MARCEAU (France)
(73) Owners :
  • SAFRAN (France)
(71) Applicants :
  • SAFRAN (France)
(74) Agent: FASKEN MARTINEAU DUMOULIN LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2019-04-12
(87) Open to Public Inspection: 2019-10-17
Examination requested: 2024-03-12
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2019/050874
(87) International Publication Number: WO2019/197791
(85) National Entry: 2020-10-13

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
1853268 France 2018-04-13

Abstracts

English Abstract

The present invention relates to a core for metal casting an aeronautical part such as a turbine blade, the core being designed for arrangement in an inner cavity defined by a mould, the core comprising: a body (13) intended to form the inner shape of the turbine blade; and an impact portion (15), disposed along at least a portion of the periphery of the body (13) in such a way as to break up a fluid jet when the inner receptacle is filled with fluid, the impact portion (15) having a apex (17) and at least one deflecting wall (19) converging towards the apex (17).


French Abstract

La présente invention concerne un noyau pour la fonderie d'une pièce aéronautique telle qu'une aube de turbine, le noyau étant destiné à être disposé dans un logement interne défini par une moule, le noyau comprenant un corps (13) destiné à former la forme intérieure de l'aube de turbine; une portion d'impact (15), disposée sur au moins une portion du pourtour du corps (13) de façon à casser un jet de fluide lors du remplissage du logement interne par le fluide, la portion d'impact (15) comprenant un sommet (17) et au moins une paroi de déflexion (19) convergeant vers le sommet (17).

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
1. Noyau pour la fonderie d'une pièce aéronautique telle qu'une
aube de turbine, le noyau (7) étant destiné à être disposé dans
un logement interne (5) défini par un moule (3), le noyau (7)
comprenant :
- un corps (13) destiné à former la forme intérieure de la pièce
aéronautique,
- une portion d'impact (15), destinée à former une portion
sacrificielle qui sera coupée, disposée sur au moins une portion
du pourtour du corps (13) de façon à casser un jet de fluide lors
du remplissage du logement interne (5) par le fluide,
la portion d'impact (15) comprenant une base (21), un sommet
(17) et au moins une paroi de déflexion (19) convergeant depuis
la base (21) vers le sommet (17).
2. Noyau selon la revendication 1, dans lequel la portion d'impact
(15) s'étend continûment depuis le corps (13).
3. Noyau selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le
sommet (17) est arrondi.
4. Noyau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel
la pente de l'au moins une paroi de déflexion (19) dans au
moins un plan normal à la base (21) et passant par le sommet
(17), de préférence tous plans normaux à la base (21) et
passant par le sommet (17), présente plusieurs valeurs.
5. Noyau selon la revendication 4, dans lequel la pente de l'au
moins une paroi de déflexion (19) est plus faible au voisinage du

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sommet (17) que la pente au voisinage d'une base de la portion
d'impact (15).
6. Noyau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel
la portion d'impact (15) possède une hauteur comprise entre
100% et 1000% de la largeur du noyau (7), de préférence entre
150% et 300% de la largeur du noyau (7).
7. Noyau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel
le corps (13) et la portion d'impact (15) sont formés d'un seul
tenant.
8. Noyaux selon l'une des revendications précédentes, dans lequel
la portion d'impact (15) et le corps (13) sont reliés au moins par
une pluralité de tiges.
9. Dispositif de fonderie (1) pour aube de turbine, comprenant :
- un moule (3) définissant un logement interne (5), le logement
interne (5) comprenant une entrée de fluide (9) ;
- un noyau (7) conforme à l'une quelconque des revendications
précédentes, disposé à l'intérieur du logement interne (5), la
portion d'impact (15) étant disposée en regard de l'entrée de
fluide (9).
10. Procédé de réalisation d'un noyau (7) pour la fonderie d'une
pièce aéronautique telle qu'une aube de turbine, le noyau (7)
étant destiné à être disposé dans un logement interne (5) défini
par un moule (3), le noyau (7) comprenant un corps (13)
destiné à former la forme intérieure de la pièce aéronautique,
une portion d'impact (15), disposée sur au moins une portion du

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pourtour du corps (13) de façon à casser un jet de fluide lors du
remplissage du logement interne par le fluide, la portion
d'impact (15) comprenant une base, un sommet (17) et au
moins une paroi de déflexion (19) convergeant depuis la base
vers le sommet (17), le procédé de réalisation du noyau
comprenant les étapes suivantes :
- conception d'un modèle de noyau comprenant la fourniture du
corps (13) du noyau (7), dont la géométrie correspond à la
forme intérieure de la pièce aéronautique, et la génération d'une
portion d'impact (15), et
- fabrication du noyau sur la base du modèle.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape de
génération de la portion d'impact (15) comprend une sous-étape
d'extrusion consistant à former un prisme à partir du corps, le
prisme s'étendant depuis la base, et une sous étape de
découpage du prisme.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, l'étape de
génération de la portion d'impact comprend en outre une sous-
étape de rayonnage des arêtes vives après la sous-étape de
découpage du prisme.
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel
l'étape de génération de la portion d'impact est réalisée par un
logiciel de Conception Assistée par Ordinateur.

Description

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NOYAU POUR LA FONDERIE D'UNE PIECE AÉRONAUTIQUE
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] Le présent exposé concerne le domaine de la fabrication par
fonderie à modèle perdu pour la solidification dirigée de pièces
aéronautiques telles que des aubes de turbines. Plus particulièrement, le
présent exposé concerne un noyau pour la fabrication d'une pièce
aéronautique. L'invention concerne en outre un dispositif de moulage
comprenant ledit noyau, ainsi qu'un procédé de réalisation dudit noyau.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[0002] Des
procédés de fonderie dits à cire perdue ou à modèle
perdu sont particulièrement adaptés pour la production de pièces
métalliques de formes complexes, par exemple des pièces métalliques
creuses. Ainsi, la fonderie à modèle perdu est notamment utilisée pour la
production d'aubes de turbomachines.
[0003] Dans la
fonderie à modèle perdu, la première étape est la
réalisation d'un modèle en matériau éliminable à température de fusion
comparativement peu élevée, comme par exemple une cire ou une résine,
sur laquelle est ensuite surmoulé un moule. Après consolidation du moule,
le matériau éliminable est évacué de l'intérieur du moule.
[0004] Afin de
pouvoir produire plusieurs pièces simultanément, il
est possible de réunir plusieurs modèles en matériau éliminable dans une
seule grappe, chaque modèle en matériau éliminable étant relié au moins
à un bâti, généralement un fût central, ou descendant, qui n'est pas en
matériau éliminable et une couronne de distribution réalisée en matériau
éliminable. La couronne forme, dans le moule, des canaux de coulée pour
le métal en fusion, aussi appelé système d'alimentation.

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[0005] Un
métal en fusion est ensuite coulé dans ce moule, afin de
remplir la cavité formée par le modèle dans le moule après son
évacuation. Une fois que le métal est refroidit et complètement solidifié, le
moule peut être ouvert ou détruit afin de récupérer une pièce métallique
conforme à la forme du modèle en matériau éliminable.
[0006] On
entend par métal , dans le présent contexte, tant des
métaux purs que des alliages métalliques.
[0007] Il est
connu de l'art antérieur d'insérer un noyau dans le
moule pour le moulage d'une pièce, de façon à obtenir une pièce
aéronautique, creuse. Un moule comprenant un noyau de l'art antérieur
est représenté en figure 1. Toutefois, lorsqu'un noyau est utilisé pour le
moulage de pièce aéronautique, il existe beaucoup de mal-fabrications
dues au déplacement du noyau lors de l'injection de matériau élirninable
ou de la coulée du métal. De plus, l'utilisation d'un noyau implique de
fortes différences de section du métal une fois coulé, générant des zones
de fortes contraintes lors du refroidissement du métal, notamment au
niveau des zones de transition entre une section fine et une section plus
importante de métal. Lorsque l'on cherche à réaliser une pièce
monocristalline ou colonnaire par exemple, ces fortes contraintes lors du
refroidissement du métal peuvent entraîner des mouvements des
dislocations, ce qui peut entraîner des défauts de recristallisation sur la
pièce aéronautique finale.
PRÉSENTATION DE L'INVENTION
[0008] Le présent
exposé vise à remédier à tout ou partie des
inconvénients mentionnés ci-dessus.
[0009] A cet
effet, le présent exposé concerne un noyau pour la
fonderie d'une pièce aéronautique telle qu'une aube de turbine, le noyau
étant destiné à être disposé dans un logement interne défini par un
moule, le noyau comprenant :

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- un corps destiné à former la forme intérieure de la pièce
aéronautique,
- une portion d'impact, disposée sur au moins une portion du pourtour
du corps de façon à casser un jet de fluide lors du remplissage du
logement interne par le fluide,
la portion d'impact comprenant une base, un sommet et au moins une
paroi de déflexion convergeant depuis la base vers le sommet.
[0010] Par
exemple, la pièce aéronautique est une pièce
monocristalline ou colonnaire.
[0011] On entend par jet de fluide, le jet de métal en fusion qui est
destiné à remplir le moule, par coulée, ou le jet de matériau éliminable,
par exemple de la cire, à l'état liquide destiné à remplir le moule par
injection. En refroidissant, le fluide se solidifie et devient de la matière
qui
sera ensuite usinée pour obtenir la pièce aéronautique finale en métal ou
son modèle en cire.
[0012] Par
exemple, le jet de fluide peut arriver par le haut, c'est-à-
dire sensiblement dans le sens de la gravité, ou bien par le bas, c'est-à-
dire dans un sens opposé à la gravité. On entend par sommet, la partie de
la portion d'impact définissant une extrémité de la portion d'impact et,
dans la plupart des cas, définissant une extrémité du noyau.
[0013] Le
sommet peut être localisé en un point ou bien s'étendre le
long d'un segment. Par exemple, le segment est courbe. De préférence, le
sommet est unidimensionnel.
[0014] On
entend par base de la portion d'impact, la surface définie
par la frontière entre le corps et la portion d'impact.
[0015] On
comprend qu'au moins une partie du corps constitue la
portion utile du noyau, c'est-à-dire, la portion qui servira au moulage de la
pièce finale. Au moins une partie du corps permet donc de créer les
cavités de la pièce aéronautique. Au moins une partie du corps constitue
donc le négatif des cavités de la pièce aéronautique.

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[0016] La
portion d'impact, en revanche ne contribue pas à la
définition de la géométrie de la pièce aéronautique. La matière qui sera
moulée autour de la portion d'impact est une portion sacrificielle qui sera
coupée de façon à obtenir la pièce aéronautique.
[0017] Grâce à ces
dispositions, le jet de fluide, est cassé, c'est à
dire brisé ou dévié, dès le contact avec la portion d'impact, ce qui permet
de réduire les contraintes exercées sur le noyau lorsqu'il est sujet à la
force du jet de fluide. Cela permet de limiter le déport du noyau et ainsi
de préserver la dimension et le positionnement de la forme intérieur de la
pièce aéronautique. Cela implique que les zones sensibles de la portion
principale du noyau, par exemple les parties les plus fines, ne sont que
faiblement sollicitées.
[0018] En
outre, grâce à ces dispositions, le gradient de
température dans la matière se solidifiant est maîtrisé permettant ainsi de
limiter les contraintes thermomécaniques dans le sens de la solidification.
Si les gradients de température sont maîtrisés et faibles, les contraintes et
déformations plastiques dans le métal sont également maîtrisées. Les
risques de grains recristallisés et criques à froid sont fortement atténués.
[0019] En outre, dans le cas de la coulée de métal, la zone de forte
contrainte, disposée au niveau de la transition entre une faible section et
une section plus importante, est déplacée au niveau de la portion d'impact
et non au niveau d'au moins une partie du corps constituant la portion
utile du noyau. Ainsi, les contraintes entraînant l'apparition de grains
recristallisés sont déplacées hors de la portion de matière se solidifiant
destinée à devenir la pièce aéronautique.
[0020] Enfin,
une quantité moins importante de fluide est nécessaire
pour le moulage de la pièce aéronautique ou de son modèle en matériau
éliminable. En outre, l'ajout de la portion d'impact permet de disposer de
plus d'espace pour positionner des artifices de fonderie, tels que des

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points d'appui du noyau dans le moule, un écran thermique ou un
logement de prise de côtes.
[0021] Selon
un aspect, le corps est de forme allongée et s'étend
selon une direction principale. La portion d'impact est disposée dans le
5 prolongement du corps selon la direction principale.
[0022] Le
corps comprend une première portion d'extrémité et une
deuxième portion d'extrémité pleines, reliées par une pluralité de bras,
destinés à former une pluralité de cavité dans la pièce aéronautique ou
dans son modèle en matériau éliminable.
[0023] Selon un aspect, la portion d'impact est disposée dans le
prolongement de la première portion d'extrémité du corps. Par exemple, la
première portion d'extrémité du corps est destinée à former une baignoire
pour une aube de turbine. On entend par baignoire un creux formé au
niveau d'une portion d'extrémité du noyau. La baignoire est également
connue sous le terme tip en langue anglaise.
[0024] Selon
un aspect, la portion d'impact s'étend continûment
depuis le corps.
[0025] On
comprend que l'au moins une paroi de déflexion s'étend
dans le prolongement d'une paroi du corps. La frontière entre l'au moins
une paroi de déflexion et la paroi du corps est donc lisse. En d'autres
termes, la paroi du corps et l'au moins une paroi de déflexion ne forment
pas d'épaulement, de rupture ou d'arrête vive.
[0026] Grâce à
ces dispositions, la transition entre une section faible
de la matière se solidifiant, c'est-à-dire dans la zone autour du noyau, et
une section plus importante, c'est-à-dire dans une zone du dispositif de
moulage où le noyau ne s'étend pas, par exemple aux extrémités du
dispositif de moulage, est progressive. Ainsi, l'évolution des contraintes
lors du refroidissement entre ces deux zones est également progressive.
En outre, cette transition d'une section faible a une section plus
importante est déplacée vers la portion d'impact, et donc hors de la

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matière se solidifiant destinée à former la pièce aéronautique. Ainsi, les
défauts dans la matière dus aux fortes contraintes liées à la transition
entre une section de matière faible et une section plus importante sont
déplacés dans une zone qui ne fera pas partie de la pièce aéronautique.
[0027] Selon un aspect, le sommet est arrondi.
[0028] On comprend que le sommet est dérivable selon toutes les
directions. En d'autres termes, le sommet n'est pas pointu, ne présente
pas d'arrête vive. Par exemple, le sommet résulte d'une opération de
rayonnage.
[0029] Grâce à ces dispositions, l'accumulation de contraintes est
évitée. Toutefois, dans d'autres modes de réalisation, on pourrait
envisager un sommet présentant une arrête vive.
[0030] Selon un aspect, la pente de l'au moins une paroi de
déflexion dans au moins un plan normal à la base et passant par le
sommet, de préférence tous plans normaux à la base et passant par le
sommet, présente plusieurs valeurs.
[0031] Cela permet une évolution douce de la section de la matière
et ainsi de limiter les contraintes exercées par la pièce en solidification.
[0032] On comprend que l'au moins une paroi de déflexion présente
une courbure entre la base et le sommet.
[0033] Selon un aspect, la pente de l'au moins une paroi de
déflexion est plus faible au voisinage du sommet que la pente au
voisinage d'une base de la portion d'impact. Ainsi, la portion d'impact
présente une forme bombée, sans pointe pouvant former une singularité,
ce qui permet d'éviter une trop forte concentration de contraintes.
[0034] On comprend que la portion d'impact forme ainsi un dôme.
Autrement dit, la portion d'impact est bombée. La tangente à l'au moins
une paroi de déflexion sur une trajectoire allant de la base vers le sommet
tend vers une direction parallèle à la base. En d'autres termes, la pente de
l'au moins une paroi de déflexion décroit en direction du sommet.

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[0035] Selon
un aspect, la portion d'impact possède une hauteur
comprise entre 100% et 1000% de la largeur du noyau, de préférence
entre 150% et 300% de la largeur de noyau. On entend par largeur du
noyau, sa mesure la plus grande selon une direction perpendiculaire à la
.. direction principale.
[0036] Selon
un aspect, la portion d'impact possède une hauteur
comprise entre 100% et 1000% de la largeur de la baignoire, de
préférence entre 150% et 300% de la largeur de baignoire.
[0037] Selon
un aspect, le corps et la portion d'impact sont formés
d'un seul tenant.
[0038] Ainsi,
le noyau est plus robuste et les risques que la portion
d'impact se détache du corps du noyau sont limités.
[0039] Selon
un aspect, le noyau comprend un logement de prise de
côte ménagé dans la portion d'impact. Le logement de prise de côte
permet de mesurer le retrait du noyau, et de vérifier le bon
dimensionnement du noyau fabriqué.
[0040] Selon
un aspect, la portion d'impact et le corps sont reliés au
moins par une pluralité de tiges, par exemple en alumine. Les tiges
permettent de créer des trous de dépoussiérage de l'aube.
[0041] Le présent exposé se rapporte en outre à un dispositif de
moulage pour aube de turbine, comprenant :
- une moule définissant un logement interne, le logement interne
comprenant une entrée de fluide ;
- un noyau conforme à l'un quelconque des aspects susmentionnés,
disposé à l'intérieur du logement, la portion d'impact étant disposée en
regard de l'entrée de fluide.
[0042] Grâce
à ces dispositions, le jet lors de l'injection de matériau
éliminable ou de la coulée de métal pour la fonderie de la pièce
aéronautique est cassé avant d'atteindre la portion utile du noyau.

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[0043] On
comprend que la portion d'impact est dirigée vers l'entrée
de fluide de façon à ce que le jet de fluide arrive sur la portion d'impact.
Autrement dit, le jet de fluide n'arrive pas forcément sur le sommet de la
portion d'impact.
[0044] Le logement interne défini par le moule s'étend également
selon la direction principale du noyau et comprend une première zone
d'extrémité et une deuxième zone d'extrémité. La première zone
d'extrémité comprend d'entrée de fluide. La portion d'impact est disposée
dans la première zone d'extrémité.
[0045] Le présent exposé se rapporte en outre à un procédé de
réalisation d'un noyau pour la fonderie d'une pièce aéronautique telle
qu'une aube de turbine, le noyau étant destiné à être disposé dans un
logement interne défini par un moule, le noyau comprenant un corps
destiné à former la forme intérieure de la pièce aéronautique, une portion
d'impact, disposée sur au moins une portion du pourtour du corps de
façon à casser un jet de fluide lors du remplissage du logement interne
par le fluide, la portion d'impact comprenant une base, un sommet et au
moins une paroi de déflexion convergeant depuis la base vers le sommet,
le procédé de réalisation du noyau comprenant les étapes suivantes :
- conception d'un modèle de noyau comprenant la fourniture du corps
du noyau et la génération d'une portion d'impact, et
- fabrication du noyau sur la base du modèle.
[0046] Ces
dispositions permettent d'obtenir le noyau décrit
précédemment. En conséquence, tous les effets techniques
.. susmentionnés sont applicables au présent procédé.
[0047] Selon
un aspect, l'étape de génération de la portion d'impact
comprend une sous-étape d'extrusion consistant à former un prisme à
partir du corps, le prisme s'étendant depuis la base, et une sous étape de
découpage du prisme.

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[0048] Grâce
à ces dispositions, l'étape de génération de la portion
d'impact est simple et rapide.
[0049] Selon
un aspect, le découpage est réalisé selon une surface
courbe.
[0050] Selon un aspect, l'étape de génération de la portion d'impact
comprend en outre une sous-étape de rayonnage des arêtes vives après la
sous-étape de découpage du prisme.
[0051] La
sous-étape de rayonnage des arêtes permet d'éviter la
présence d'arêtes vives.
[0052] Selon un aspect, l'étape de génération de la portion d'impact
est réalisée par un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur.
[0053]
L'utilisation d'un logiciel de conception assistée par
ordinateur permet, grâce au modèle numérique, de pouvoir générer un
moule à partir du modèle numérique et ainsi de fabriquer le noyau par
fonderie ou par fabrication additive, par exemple.
[0054] Par
exemple, l'étape de génération de la portion d'impact est
réalisée par une fonction du logiciel de Conception Assistée par
Ordinateur, par exemple par la fonction dite surface multisections ,
permettant de créer une surface passant par plusieurs courbes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0055]
L'objet du présent exposé et ses avantages seront mieux
compris à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de
réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette
.. description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente un dispositif de moulage d'une aube de
turbine comprenant un noyau de l'art antérieur ;
- la figure 2 représente un dispositif de moulage d'une aube de
turbine comprenant le noyau selon le présent exposé ;
- la figure 3 représente un noyau selon le présent exposé ;

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- la figure 4 représente une vue rapprochée de la portion d'impact ;
- les figures 5A et 5E3 représentent différents modes de réalisation
de la portion d'impact ;
- la figure 6 représente un mode de réalisation de la liaison entre le
5 corps et la portion d'impact ;
- les figures 7A et 78 représentent d'autres modes de réalisation de
la liaison entre le corps et la portion d'impact ;
- les figures 8A à 8C représentent des étapes de réalisation de la
portion d'impact du noyau.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
[0056] La
figure 2 représente un dispositif de moulage 1, adapté
pour la fonderie d'aube de turbine dans cet exemple. Le dispositif de
moulage 1 comprend un moule, ici une carapace de moulage 3,
définissant un logement interne 5. En effet, les exemples de réalisation
représentés sur les figures concernent plus particulièrement la coulée de
métal dans un moule carapace. Le dispositif de moulage 1 comprend en
outre un noyau 7 disposé à l'intérieur du logement interne 5.
[0057] Le noyau 7 a une forme allongée et s'étend selon une
direction principale DP. Le logement interne 5 et donc la carapace de
moulage 3, ont également une forme allongée et s'étendent selon la
même direction principale DP. Ainsi, le logement interne 5 comprend une
première zone d'extrémité 5A et une deuxième zone d'extrémité 58.
[0058] Le logement interne 5 comprend une entrée de fluide 9,
permettant la coulée de fluide dans le dispositif de moulage 1 de façon à
mouler une aube de turbine. L'entrée de fluide 9 débouche sur la première
zone d'extrémité 5A, sensiblement dans la direction principale DP.
[0059] Par
exemple, le noyau 7 est constitué d'un matériau
réfractaire par rapport au fluide coulé ou injecté. Par exemple, le noyau 7

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est en céramique ou en métal à haut point de fusion, c'est-à-dire à un
point de fusion supérieur à 1500 C.
[0060] Le noyau 7, représenté plus en détail en figure 3, comprend
un corps 13 dont au moins une partie est destinée à former la forme
intérieure de l'aube de turbine, autrement dit ses cavités internes, c'est-à-
dire que l'au moins une partie du corps 13 constitue la portion utile du
noyau 7. Le corps 13 a une forme allongée et s'étend selon la direction
principale DP. Le corps 13 comprend une première portion d'extrémité
13A, destinée à former la baignoire de l'aube de turbine et une deuxième
portion d'extrémité 13B, destinée à former la cavité du pied d'aube de
turbine. Les première et deuxième portions d'extrémité forment deux
blocs reliés par une pluralité de bras 13C. Les bras 13C sont destinés à
former les cavités de ventilation de l'aube.
[0061] Le noyau 7 comprend en outre une portion d'impact 15,
disposée sur un côté du corps 13. Plus précisément, la portion d'impact 15
est disposée dans le prolongement de la première portion d'extrémité 13A
du corps 13 selon la direction principale DP. Dans cet exemple, la
première portion d'extrémité 13A du corps 13 est destinée à former la
baignoire de l'aube de turbine. Ainsi, la portion d'impact 15 est disposée
en regard de l'entrée de fluide 9 de façon à casser un jet de fluide lors de
la coulée du fluide dans le dispositif de moulage 1.
[0062] La portion d'impact 15 comprend une base 21, un sommet
17 et une paroi de déflexion 19 convergeant depuis la base 21 vers le
sommet 17, la paroi de déflexion 19 s'étendant dans le prolongement de
la paroi du corps 13. Dans cet exemple, comme cela est visible sur la
figure 2, le sommet 17 n'est pas disposé en face de l'entrée de fluide 9. Le
jet de fluide est donc ici cassé par une partie latérale de la portion
d'impact 15.
[0063] Dans le présent exemple, comme cela est visible sur la figure
2, le jet de fluide arrive par le bas du dispositif de moulage 1, c'est-à-dire

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que le jet de fluide arrive sensiblement dans le sens inverse du sens de la
gravité. Autrement dit, la coulée est réalisée en source. La première zone
d'extrémité 5A est donc disposée en bas du logement interne 5 selon la
direction de la gravité. Toutefois, dans d'autres exemples de réalisation,
l'entrée de fluide 9 pourrait être disposée en haut du logement interne 5,
c'est-à-dire que le jet de fluide est dirigé dans le sens de la gravité. Dans
ce cas, la portion d'impact est disposée en haut du dispositif de moulage,
en regard de l'entrée de fluide.
[0064] La
figure 2 représente également une chicane 10 qui
débouche sur la première zone d'extrémité 5A. La chicane 10 sert de
sélecteur de grain, permettant de diriger la solidification de la pièce
aéronautique finale, qui est monocristalline ou colonnaire. Dans le cas
d'une coulée de métal en source, la chicane peut également servir de
système d'alimentation en métal, c'est-à-dire que la coulée se réalise
également via la chicane 10.
[0065] Le
sommet 17 présente une forme arrondie, dans l'exemple
de réalisation représenté, visible sur les figures 3 et 4 par exemple. La
hauteur entre la base 21 et le sommet 17 de la portion d'impact 15 selon
la direction principale DP est d'environ 17 mm. La plus grande largeur de
la portion d'impact 15, au sommet 17 est, par exemple, d'environ 6 mm.
[0066] Selon
l'ensemble des plans normaux à la base 21 et passant
par le sommet 17, la pente de la paroi de déflexion 19 présente plusieurs
valeurs, décroissantes en approchant du sommet 17. La portion d'impact
15 présente donc une forme sensiblement de dôme. La tangente à la paroi
de déflexion 19 au voisinage de la base 21 est généralement colinéaire à
la direction principale DP, c'est-à-dire, dans l'exemple représenté,
généralement verticale. En se dirigeant vers sommet 17, la tangente à la
paroi de déflexion 19 s'incline par rapport à la direction principale. Au
voisinage du sommet 17, la tangente à la paroi de déflexion 19 est

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généralement perpendiculaire à la direction principale DP, c'est-à-dire,
dans l'exemple représenté, généralement horizontale.
[0067] La figure 3 montre la portion utile du noyau 1, entre les
lignes pointillées. On voit que la portion d'impact est située en dehors de
la portion utile du noyau 7. On voit également qu'une partie de la
deuxième portion d'extrémité 138 est située en dehors de la portion utile
du noyau 7. En effet, cette partie est engagée dans des éléments de
réception de la carapace de moulage de façon à maintenir le noyau 7 en
position lors de la coulée du fluide. Ces parties du noyau 7 disposée hors
de la zone utile permettent de simplifier l'élimination du noyau de l'aube
de turbine finale. En effet, lorsque la matière est solidifiée pour former
l'aube de turbine, on dispose de plus de marge pour découper le métal
tout en découpant également une partie du noyau 7. Comme une portion
du noyau 7 est découpée, il est plus aisé, après le décochage chimique du
noyau 7, de dépoussiérer l'aube de turbine moulée.
[0068] Le noyau 7 comprend deux logements de prise de côte 23.
L'un des logements de prise de côte 23 est ménagé dans la portion
d'impact 15. L'autre des logements de prise de côte 23 est disposé dans la
deuxième portion d'extrémité 138 du corps 13. Les logements de prise de
côte 23 permettent de vérifier le bon dimensionnement du noyau 7 lors de
sa fabrication. Les logements de prise de côte 23 sont disposés hors de la
zone utile.
[0069] Comme représenté en figure 3, le noyau comprend des tiges
24, par exemple en alumine, permettant en outre de créer des trous de
dépoussiérage de l'aube de turbine. La première portion d'extrémité 13A
du noyau 13 comprend des trous 25 débouchant sur les tiges 24 et
permettant ainsi d'avoir accès aux tiges 24 depuis la première portion
d'extrémité 13A.
[0070] La portion d'impact 15 et/ou la première portion d'extrémité
13A du corps 13 peut/peuvent être pleine(s), comme représenté en figure

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5A. Toutefois, les contraintes sur le noyau 7 lors du refroidissement de la
matière peuvent être importantes. Le noyau pourrait donc casser et la
matière risque de voir apparaître des défauts de recristallisation.
[0071] Ainsi,
il est également possible de prévoir que la portion
d'impact 115 et/ou la première portion d'extrémité 113A du corps 113
soit/soient être creuse(s), comme représenté en figure 5B. Ainsi, lors du
refroidissement de la matière, une portion de la paroi de déflexion 11.9
proche de la base 121 et/ou la paroi de la première portion d'extrémité
113A du corps 113 peut/peuvent se briser et ainsi soulager les contraintes
dans la matière se solidifiant. La portion d'impact 115 et/ou la première
portion d'extrémité 113A du corps 113 creuse(s) peut/peuvent être
réalisée(s) par un procédé additif, en utilisant par exemple des inserts,
éliminés lors de la cuisson du noyau 7.
[0072] Le
corps 13 et la portion d'impact 15 peuvent être formés
d'un seul tenant, de manière monobloc, par exemple injectés ou réalisés
par fabrication additive ensemble. La portion d'impact 215 peut également
être rapportée sur le noyau 7 et fixée par tout moyen, par exemple par
soudage, collage, cofrittage ou assemblage. Par exemple, comme
représenté en figure 6, la première portion d'extrémité 213A du corps 213
est creuse et forme un espace de fixation 229. La première portion
d'extrémité 213A du noyau 213 comprend des plots 231 s'étendant selon
la direction principale DP. Les plots 231 comprennent chacun une cavité
centrale, s'étendant également selon la direction principale DP. La portion
d'impact 215 comprend des baguettes 235 fixées à la base 21 et
s'étendant selon la direction principale DP. Les baguettes 235 sont
configurées pour s'insérer dans les cavités des plots 231. Un point de colle
239 est disposé au fond de chaque cavité et permet de retenir la portion
d'impact 215 sur le corps 213. Cette configuration permet d'emprisonner
la colle de façon à ce qu'elle ne contamine pas la matière. Afin d'éviter les
contraintes sur les parois de l'espace de fixation 229 dues à une dilatation

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de l'air dans l'espace de fixation 229 lors de la coulée de fluide dans le
dispositif de moulage, il est possible de mettre l'espace de fixation 29 sous
vide.
[0073] Alternativement, comme représenté en figure 7A, au lieu
5 d'être fixé par un point de colle, la portion d'impact 315 et le corps
peuvent être fixés par une pluralité les tiges 324. Dans cet exemple de
réalisation, les tiges 324 s'étendent au travers de chacun des plots 331 et
des baguettes 335. Dans cet exemple, les baguettes 335 sont toujours
insérées dans les cavités des plots 331.
10 [0074] En revanche, dans une variante à cet exemple représentée
en figure 7B, les plots 431 et les baguettes 435 ne coopèrent pas et sont
reliées uniquement par l'intermédiaire des tiges 424. La rugosité des tiges
424 assure alors le maintien de la portion d'impact 415 sur le corps 413.
[0075] Le noyau 7 est réalisé à partir d'un modèle qui sert ensuite à
15 la fabrication réelle du noyau 7. Le modèle est généralement numérique
et
réalisé par Conception Assistée par Ordinateur (CAO). La conception de ce
modèle va maintenant être décrite en référence aux figures 8A, 8B et 8C.
[0076] Tout d'abord, on procède à l'extrusion d'un prisme à partir
d'un modèle de corps du noyau, qui est fourni. Ce prisme est représenté
en figure 8A. Le prisme est extrudé dans le prolongement de la paroi du
modèle de corps du noyau. Ensuite, on procède au découpage du prisme,
selon une courbe. Le prisme découpé est représenté en figure 8B.
[0077] Ensuite, on procède au rayonnage du prisme découpé. On
rayonne les arêtes, de façon à obtenir une forme de dôme, comme
représenté en figure 8C, et former ainsi le modèle de portion d'impact 15.
[0078] Ensuite, lorsque le modèle du noyau, et donc de sa portion
d'impact est conçu, on réalise l'étape de fabrication du noyau. Le noyau
est généralement fabriqué par injection à partir d'un moule. Le corps et le
noyau peuvent également être fabriqué en deux parties, à partir de leur
modèle respectif, et injectés séparément à l'aide de moules.

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[0079] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à

des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être
apportées à 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.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
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(86) PCT Filing Date 2019-04-12
(87) PCT Publication Date 2019-10-17
(85) National Entry 2020-10-13
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Maintenance Fee - Application - New Act 3 2022-04-12 $100.00 2022-03-23
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2023-04-12 $100.00 2023-03-21
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2024-04-12 $210.51 2023-12-18
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Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Abstract 2020-10-13 2 87
Claims 2020-10-13 3 94
Drawings 2020-10-13 4 72
Description 2020-10-13 16 679
Representative Drawing 2020-10-13 1 10
International Search Report 2020-10-13 4 134
National Entry Request 2020-10-13 7 218
Cover Page 2020-11-24 1 36
Request for Examination 2024-03-12 6 197