Brevet FR2820062A1 — publié le 20020802

INSTALLATION DE FORMAGE D'UNE PIÈCE ET APPLICATION AU FORMAGE A CHAUD DESCRIPTION Le sujet de cette invention est une installation de formage d'une pièce, qui peut trouver application aux formages à chaud. Des formages à chaud sont utilisés pour certaines pièces comme les aubes creuses de soufflante de turbo-réacteur, qui sont formées d'un assemblage de trois tôles en titane dont deux constituent des peaux de l'aube et la troisième, intermédiaire, est façonnée en raidisseurs qui s'étendent d'une peau à l'autre dans une cavité formée entre elles. La fabrication de ces pièces nécessite une opération de soudage par diffusion à chaud pour unir les tôles aux bords d'attaque et de fuite, puis de gonflage de la cavité interne, encore à température élevée, en y introduisant progressivement un gaz comme l'argon ou l'hélium. Cela est effectué dans des presses spécifiques comprenant une matrice inférieure et une matrice supérieure qui peuvent être jointes pour contenir les ébauches des aubes et modeler leur forme. Les matrices sont enfermées dans un four et portées à la température voulue. Le temps de formage des pièces est de plusieurs heures et comprend, outre l'étape de formage, d'assez longues étapes pour enfourner les ébauches et les placer à la bonne position sur la matrice inférieure, pour réchauffer les matrices et les ébauches à chaque ouverture du four, et enfin pour extraire les pièces formées du four. On pourra se reporter au document EP-A-0 765 711 pour un exposé complet sur la fabrication de telles aubes creuses. L'objet de l'invention est d'augmenter la cadence de production des pièces sans qu'on ait à multiplier le nombre d'installation de formage. Pour résumer, le four est divisé par une paroi isolante en au moins deux compartiments qui permettent de mener l'opération de formage d'une pièce dans un des compartiments pendant qu'une autre pièce est introduite dans l'autre et mise à chauffer, ou en est retirée. Ainsi, une partie des opérations liées au formage apparaît en temps masqué dans un processus de fabrication en série. L'installation de formage est plus précisément caractérisée en ce que le four comprend deux parties superposées, dont une partie supérieure porteuse de la matrice supérieure et une partie inférieure, porteuse de deux exemplaires de la matrice inférieure présents dans des compartiments respectifs, la partie supérieure étant mobile par rapport à la partie inférieure de façon que la matrice supérieure couvre alternativement les exemplaires de la matrice inférieure, une paroi de séparation séparant les compartiments. Dans une forme de réalisation préférée, le four est délimité par un plateau mobile horizontalement portant les exemplaires de la matrice inférieure, une paroi fixe comprenant un pourtour latéral et un toit, et une paroi mobile verticalement, porteuse de la matrice supérieure et comprenant un pourtour latéral, engagé à travers un perçage du toit de la paroi fixe et comprenant la paroi de séparation, et un toit. L'invention sera maintenant décrite en détail et mieux comprise au moyen des figures 1, 2, 3, 4, 5 et 6 qui représentent les étapes principales d'un. procédé de fabrication réalisées au moyen de l'installation selon l'invention, et l'installation elle-même. L'installation apparaît complètement à la figure 1. Elle comprend un plateau 1 inférieur, une paroi fixe 2 et une paroi mobile 3 qui délimitent toute trois un volume de chauffage d'un four dont elles constituent l'enceinte. Le plateau 1 porte deux matrices inférieures 4 et 5 placées l'une près de l'autre et de forme semblable pour y loger des ébauches d'aubes à former. La paroi fixe 2 comprend un pourtour latéral 6 dont le bord inférieur arrive sur le plateau 1, et un toit 7 troué d'un perçage 8; enfin, la paroi mobile 3 comprend un pourtour 9 engagé à travers le perçage 8 et un toit 10 auquel une matrice supérieure 11, complémentaire des matrices inférieures 4 ou 5 en formant avec l'une ou l'autre d'elles une cavité de formage d'une ébauche d'aube, est accrochée à ce toit 10. Les moyens nécessaires pour faire coulisser le plateau 1 horizontalement et la paroi mobile 3 verticalement sont quelconques et non représentés. Le volume de four englobé par le plateau 1 et les parois 2 et 3 est divisé en compartiments adjacents, au nombre d'au moins deux (trois dans ce mode de réalisation) et portant les références respectives 12, 13 et 14. Le compartiment central 13 est inclus dans la paroi 9 et contient la matrice supérieure 11, et, à présent, la seconde matrice inférieure 5; le compartiment de gauche 12 contient la première matrice inférieure 4; le compartiment de droite 14 est vide pour l'instant. Des portes non représentées sont percées à travers le pourtour 6 pour donner accès aux compartiments de gauche et de droite 12 et 14. Des ouvertures sont aménagées sur le pourtour 9 du compartiment central pour donner accès aux matrices inférieures 4, 5 et supérieure 11. Pour amorcer le procédé, une ébauche A est posée sur la première matrice inférieure 4 et soumise à un échauffement après que le four a été refermé, et quand l'ébauche A et la matrice inférieure 4 ont atteint la température de formage, la paroi mobile 3 est levée, puis le plateau 1 est avancé à droite jusqu'à ce que la première matrice 4 ait pénétré dans le compartiment central 13 et se trouve au-dessous de la matrice supérieure 11; cet état est représenté à la figure 2. L'opération suivante consiste à abaisser la paroi mobile 3 pour joindre la matrice supérieure 11à la première matrice inférieure 4 et refermer la cavité dans laquelle l'ébauche A peut être formée; pendant ce temps, une deuxième ébauche B est introduite dans le compartiment de droite 14 et posée sur la seconde matrice inférieure 5, alors dans ce compartiment, o elle est laissée s'échauffer; cet état est représenté à la figure 3. Quand l'ébauche A a été formée, la paroi mobile 3 est soulevée et le plateau 1 reculé vers la gauche, ce qui ramène la première matrice inférieure 4, sur laquelle la première ébauche A reste posée, dans le compartiment de gauche 12 tout en introduisant la deuxième ébauche B dans le compartiment central 13. Puis la paroi mobile 3 est abaissée de nouveau pour que la matrice supérieure 11 referme, cette fois avec la seconde matrice inférieure 5, la cavité de formage de la deuxième ébauche B; on est arrivé à l'état de la figure 4. La première ébauche A est ensuite retirée et remplacée par une troisième ébauche C qui séjourne dans le compartiment de gauche 12 jusqu'à ce qu'elle ait chauffé et que la deuxième ébauche B ait été formée; on répète alors des étapes déjà rencontrées de soulèvement de la paroi mobile 3 (ce qui donne l'état de la figure 5), de mouvement d'avance du plateau 1 vers la droite pour placer la troisième ébauche C sous la matrice supérieure 11 et de descente de la paroi mobile 3 pour refermer une cavité de formage de la troisième ébauche C, tout en rejetant la deuxième ébauche B dans le compartiment de droite 14; l'état résultant apparaît à la figure 6, et le procédé continuera en retirant la deuxième ébauche B et en la remplaçant par une nouvelle qui sera laissée à chauffer pendant le formage de la troisième ébauche C. Il en sera de même toujours par la suite: deux ébauches consécutives seront traitées en même temps, l'une étant formée dans le compartiment central 13 pendant qu'une autre sera préparée dans un des compartiments latéraux de gauche 12 et de droite 14, ce qui accélérera sensiblement la production. I1 est possible de remplacer le mouvement de va-et-vient du plateau 1, qui impose de former trois compartiments, par un mouvement de rotation intervertissant les positions des matrices inférieures 4 et 5, ce qui ne requerrait plus que deux compartiments de four. D'autres aménagements à la réalisation aujourd'hui envisagée peuvent encore être proposés sans échapper au domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation de formage d'une pièce (A, B, C) entre une matrice inférieure et une matrice supérieure mobiles mutuellement et contenues dans un four, caractérisée en ce que le four comprend deu- parties superposées, dont une partie supérieure porteuse de la matrice supérieure (11), et une partie inférieure (1), porteuse de deux exemplaires (4, 5) de la matrice inférieure, dans des compartiments respectifs du four, la partie supérieure étant mobile par rapport à la partie inférieure de façon que la matrice supérieure (11) couvre alternativement les exemplaires (4, 5) de la matrice inférieure, une paroi de séparation (9) séparant les compartiments. 2. Installation de formage d'une pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que le four est délimité par un plateau (1) mobile horizontalement portant les exemplaires (4, 5) de la matrice inférieure, une paroi fixe (2) comprenant un pourtour latéral (6) et un toit (7), et une paroi mobile verticalement, porteuse de la matrice supérieure et comprenant un pourtour latéral (9), engagé à travers un perçage (8) du toit (7) de la paroi fixe (2) et comprenant la paroi de séparation, et un toit (16). 3. Application de l'installation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 à des formages à chaud de pièces englobant une cavité subissant un gonflage au formage.