Brevet FR2023416A1 — publié le 19700821

La présente invention se rapporte aux procédés pour fabriquer des éléments de machines à circulation de fluide. En conséquence, la présente invention concerne un procédé pour fabriquer une feuille de matière poreuse afin que celle-ci présente des passages pour l'écoulement d'un corps de refroidissement, ce procédé consistant à recouvrir au moins un côté de la feuille à l'aide d'un produit photorésistant, à protéger par un cache une partie de ce dernier, à exposer le reste, à ôter le cache et la partie du produit se trouvant au-dessous et à usiner électro-chimiquement le matériau découvert par l'enlèvement de ladite partie de produit se trouvant sous le cache. Le produit photo-résistant peut etre appliqué sur le matériau en feuille par immersion du matériau dans le produit photo-résistant, ou en étendant ou en peignant le produit sur le matériau, ou en enroulant autour de la feuille un rouleau préparé d'un film photo-sensible. De préférence, la phase de séchage du produit photo-résistant développé est intercalée entre les phases d'enlèvement du produit photo résistant nonexposé et d'usinage électrochimique. Le séchage est effectué de préférence par chauffage. Le cache est avantageusement obtenu par production d'une image opaque du profil à usiner et surimpression de cette image sur la couche de produit photo-résistant. L'image pourrait comporter ia reproduction d'un dessin sous forme de positif ou de négatif. La reproduction est, de préférence, à échelle réduite par rapport à la dimension du dessin. Le négatif est positionné dans sa position adéquate sur le produit photo-résistant et quand on expose l'ensemble, la zone opaque du négatif masque le produit photo-résistant qui se trouve dessous. De préférence, on expose le produit photo-résistant, pendant une durée prédéterminée, à une lumière ultraviolette. En variante, le cache pourrait être constitué de tout cadre convenable qui pourrait etre formé afin de masquer les zones à usiner tout en permettant l'exposition du reste du produit photo-résistant. De préférence, bien que de façon non restrictive, la feuille ainsi produite est formée dans la partie en forme de surface portante d'une aube telle que celles qu'on emploie dans une machine à circulation de flùide. On décrira maintenant l'invention, seulement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une feuille de matériau - la figure 2 est une autre vue partielle en perspective ; - la figure 3 est une vue partielle en perspective des surfaces usinées ; - la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 5 ; - la figure 5 est une vue partielle d'un profil aérodynamique d'aube ; - la figure 6 est une représentation schématique d'un moteur équipé des aubes représentées à la figure 5; - la figure 7 est une vue en coupe transversale de la machine d'usinage des bandes ; - la figure 8 est une coupe transversale selon la ligne 8-8 de la figure 7. A la figure 1, une feuille de métal 10 est revêtue par un produit photorésistant 12. Le reveAtement peut etre réalisé par trempage du métal dans un récipient contenant le produit photo-résistant, ou bien on peut étendre ou peindre le produit photo-résistant sur les surfaces métalliques. On peut appliquer le produit photo-résistant en plusieurs couches, chaque couche devant etre au moins partiellement sèche afin d'appliquer la suivante. Quand I'épaisseur voulue est atteinte un cache, ou des caches, 14 est, ou sont, déposés sur la feuille revetue de produit photo-résistant.Le cache 14 a un contour qui représente la forme ou le profil à réaliser dans la feuille par usinage et, dans l'exemple particulier représenté, il a la forme d'une grille sur l'un des cavés de la feuille de métal 10 et il est constitué par de petits disques 14a sur l'autre coté de la feuille de métal 10. Dans le présent cas, les modules de grille et de disque ont été décou- pés dans un matériau opaque et ils sont posés sur [e produit photo-résistant afin de se trouver sur les parties à usiner de la feuille de métal. Toutefois, une autre façon convenable pour obtenir la forme serait de dessiner la silhouette désirée, de photographier le dessin afin d'obtenir une image,soit en positif,soit en négatif, et, si c'est un négatif, de superposer le négatif sur le produit photo-résistant, le modèle opaque en négatif recouvrant lesdites parties de la feuille de métal à usiner. Le produit photo-résistant est séché à l'air pendant une durée prédéter minée qui peut être d'environ cinq minutes, bien qu'il ne s'agisse point là de la seule durée convenable. Après séchage à l'air, la feuille de métal est chauffée à une température comprise entre 9o?C.et 1000C pendant dix minutes, (la température et le temps ici encore n'étant pas limitatifs), afin de compléter le séchage du produit photorésistant. Après séchage, le produit photo-résistant est suffisamment dur pour résister à des chocs mécaniques et il est prêt pour la phase suivante qui consiste à exposer l'ensemble à une lumière ultra-violette pendant une durée prédéterminée. L'exposition a pour effet de polymériser ou de durcir des zones du produit photorésistant non recouvertes par les zones opaques du négatif et de rendre les zones durcies insolubles dans le liquide dont il est question ci-après. Le liquide est un révélateur liquide solvant et l'ensemble, après que l'on ait tout d'abord enlevé le négatif, est immergé dans le révélateur et les parties du produit photo-résis- tant qui n'ont pas été exposées sont dissoutes, ce qui dénude la feuille de métal sur toute l'étendue correspondant à la forme du modèle opaque du négatif. La feuille 10 est maintenant prête pour l'usinage et on la place dans un outil de machine électro-chimique en la branchant sur l'alimentation en électricité de l'outil afin de constituer l'anode à l'opposé de l'outil, qui est la cathode. L'outil (non représenté) et la feuille sont immergés dans une solution d'acide faible ; par exemple, la solution peut etre plus faible que celle qui est -utilisée en photogravure bien que cet exemple ne soit nullement limitatif. Pendant l'immersion, on branche le courant et la feuille est usinée de façon normale, sauf que les zones de la feuille couvertes par le produit photo-résistant polymérisé sont protégées également oontre l'action corrosive de la machine. Ainsi, seules les parties dénudées de la feuille 10 sont usinées et produisent ainsi, sur un côté de la feuille 10 la forme en grille des rainures 16 comme on peut le voir à la figure 3, et, quand on retourne la feuille, les trous 18 qui sont disposés de sorte qu'ils traversent la feuille aux intersections des rainures. Un gros avantage du procédé ci-dessus consiste dans le fait que l'on peut utiliser un outil plat pour produire les formes décrites ci-dessus or, si la feuille est incurvée, un outil ayant une courbure semblable, au lieu d'un outil nécessaire auparavant qui eut dû être usiné pour lui donner les formes en pointe ou en grille. Les outils sont par conséquent moins chers et plus faciles à réaliser. Le technicien comprendra qu'il serait possible d'effectuer l'usinage électro-chimique simultanément des deux côtés de la feuilile-de métal 10 en montant simplement deux outils en opposition et en plaçant entre eux la feuille 10. Plusieurs feuilles 10 pourraient être usinées comme on l'a décrit et ensuite assemblées et reliées ensemble comme on le voit aux figures 3 et 4, puis courbées à la forme d'un profil aérodynamique 20 tel que représenté à la figure 5 afin de constituer au moins une partie, d'une aube de turbine par exemple et, à l'aide d'un certain nombre de telles aubes, on pourrait former au moins un étage d'une turbine de détente d'un moteur 22 à turbine à gaz comme repr ésenté à la figure 6.Si on les utilise de cette façon, les feuilles, en forme d'aube, pourraient recevoir un corps de refroidissement introduit dans le noyau d'aube par un moyen non représenté et le corps de refroidissement pourrait circuler le long des rainures 16 et sortir par les trous 18 en refroidissant par conséquent à la fois les parois interne et externe de l'aube, ce qui permettrait ainsi à l'ensemble de- la turbine de fonctionner à des températures de gaz plus élevées et donc de fournir un moteur plus puissant et efficace. A la figure 7, on a représenté un appareil, indiqué de façon générale en 30, dans lequel une bande du métal 10 peut passer entre deux cathodes 32 et 34, la bande étant tout d'abord traitée avec le produit photorésistant comme on l'a décrit ci-dessus. La bande de métal constitue l'anode et il traverse un récipient 36 en "perspex" contenant la solution faible d'acide, la vitesse de la traversée étant telle qu'un point donné de la bande est usiné électro-chimiquement à une profondeur convenable au moment où il arrive au-delà des cathodes 32 et 34. Des électrodes auxiliaires 38, 40, 42 et 44 sont fixées dans le récipient 36 et ces électrodes sont maintenues au meme potentiel électrique que la pièce à travailler ou anode 10 afin d'empecher des lignes de courant de se propager sur toute la longueur dé la bande et d'éviter par conséquent que ne se produise une attaque irrégulière du métal. Les électrodes 38, 40, 42 et 44 sont réalisées dans un matériau inerte en présence d'acide et de courant. Dans le présent exemple, elles sont faites en titane. La bande de métal 10 est entrainée dans le sens de la flèche 46 et, quand elle émerge du récipient 36, elle est enroulée sur un tambour (non représenté) ou sur un organe semblable puis stockée jusqu'a ce qu'on l'utilise. Quand on le veut, la bande peut être coupée selon toute forme désirée qui convienne pour la réalisation d'aubes connue déjà décrites. Afin de creer un contact positif entre la bande en mouvement et l'alimentation du secteur, un galet 50, monté de façon tournante sur la structure fixe, est pressé contre la bande comme, on le voit à la figure 7. Le galet est relié au secteur, le contact est donc réalisé et, à cause de l'aptitude à tourner du galet, ce contact est pratiquement un contact à frottement doux. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une feuille poreuse d'un matériau afin qu'elle présente des passages pour l'écoulement d'un corps de refroidissement, ce procédé étant caractérisé en ce que: on recouvre au moins un côté de la feuille à l'aide d'un produit photorésistant, on masque une partie de ce dernier, on expose le reste, on ôte le cache et les parties du produit se trouvant au-dessus et on usine électro-chimiquement le matériau découvert par l'enlèvement de cesdites parties du produit. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que lé produit photorésistant est séché "in situ" avant son exposition. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le séchage est obtenu d'abord par mise à l'air libre et ensuite par chauffage du produit photo-résistant. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enlèvement de la partie du produit se trouvant sous le cache est obtenu par application d'un révélateur liquide solvant. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le produit photo-résistant non masqué est exposé à une lumière ultraviolette. 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le masquage d'une partie du produit photo-résistant est obtenu par dépôt d'un élément opaque sur celui-ci. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la feuille de matériau a la forme d'une bande et elle est amenée à passer au voisinage d'au moins une cathode pendant qu'a lieu l'usinage électro-chimique. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que des anodes duxiliaires sont disposées au voisinage de chaque extrémité de la cathode afin d'empecher les lignes de courant de circuler le long de la bande.