Brevet FR2959691A1 — publié le 20111111

Outillage d'injection d'une pièce La présente invention concerne un outillage d'injection d'une pièce, en particulier d'un modèle en cire ou d'un noyau en céramique. Un modèle en cire est utilisé dans un procédé de moulage en cire perdue dans de nombreux domaines et par exemple pour le moulage d'aubes de turbine haute pression d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur. Selon ce procédé, on moule par injection une ou plusieurs aubes à l'aide d'un outillage d'injection comportant une empreinte correspondant à la forme du modèle à obtenir. Dans le cas où le modèle injecté comporte une cavité, celle-ci est obtenue grâce à un noyau céramique. Dans ce cas, la cire est injectée dans l'empreinte, autour du noyau. Dans ce qui suit, nous supposerons qu'aucun noyau n'est utilisé et que le modèle est plein. Les modèles en cire ainsi obtenus sont ensuite montés en grappe sur un support. La grappe est alors trempée dans un bain de céramique, appelé barbotine, puis saupoudrée à l'aide d'une poudre de céramique (opération de stuccage). Le trempage et le stuccage sont répétés plusieurs fois, jusqu'à obtenir une couche suffisante de céramique formant une carapace autour de la grappe. La cire est ensuite retirée de la carapace de céramique par passage de l'ensemble dans un autoclave où de la vapeur d'eau sous pression et à haute température fait fondre la cire (opération de décirage). La carapace est alors cuite dans un four pour acquérir une résistance mécanique suffisante et servir de moule. Du métal, par exemple un alliage à base de nickel, est ensuite coulé dans la carapace. Après refroidissement, la carapace est décochée puis les différentes pièces sont dégrappées, c'est-à-dire séparées de leur support commun. Les pièces sont ensuite ébarbées, meulées, puis contrôlées. Un outillage d'injection comporte en général deux blocs empreintes (l'un inférieur et l'autre supérieur) dans lesquels sont usinées des empreintes débouchant chacune au niveau d'un plan de joint et dont la forme après superposition des blocs empreintes correspond à celle de la pièce à mouler. Au moins l'un des blocs empreintes comprend un canal d'injection de matière débouchant dans l'empreinte correspondante. La surface du plan de joint située autour de l'empreinte et du canal d'injection est importante et est obtenue par usinage, par exemple par fraisage. Cette surface assure l'étanchéité lors de l'injection de la pièce, par contact des plans de joint des deux blocs empreintes. En pratique, une telle étanchéité est difficilement réalisable puisque cela oblige à réaliser des plans de joints usinés et parfaitement ajustés et un positionnement parfait des blocs empreintes l'un par rapport à l'autre. Une mauvaise étanchéité engendre des bavures dans la pièce à mouler, voire une dégradation par abrasion des plans de joint dans le cas où la matière injectée contient de la céramique. Afin d'éviter cela, il est nécessaire de rôder les surfaces en contact, par exemple par ajustage manuel ou par électroérosion. Cette étape de rodage est longue et coûteuse et doit être répétée après un certain nombre d'injections. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un outillage d'injection d'une pièce par injection, comportant deux blocs empreintes dans lesquels sont ménagées des empreintes débouchant chacune au niveau d'un plan de joint et dont la forme après superposition des blocs empreintes correspond à celle de la pièce à mouler, au moins l'un des blocs empreintes comprenant un canal d'injection de matière débouchant dans l'empreinte correspondante, caractérisé en ce qu'au moins l'un des blocs empreintes comporte au moins un évidement distinct de l'empreinte et/ou du canal d'injection, l'évidement débouchant dans le plan de joint. L'évidement permet de réduire la surface de contact entre les deux blocs empreintes. De cette manière, non seulement le plan de joint évidé peut être usiné et rodé plus rapidement, mais le positionnement des blocs empreintes l'un par rapport à l'autre est également facilité. L'étanchéité entre les blocs empreintes au niveau du plan de joint est également mieux assurée. Selon une caractéristique de l'invention, le bloc empreinte comporte plusieurs évidements distincts formés dans le plan de joint, la surface cumulée des évidements étant comprise entre 10 et 90 % de la surface du plan de joint. Avantageusement, chaque bloc empreinte comporte au moins un évidement formé dans le plan de joint, les deux évidements étant disposés en regard l'un de l'autre après superposition des blocs empreintes, de part et d'autre du plan de joint. Selon une possibilité de l'invention, l'évidement entoure au moins une partie de l'empreinte, de manière à former un bord s'étendant dans le plan de joint autour de l'empreinte, et ayant une largeur minimale supérieure à 5 mm. De manière préférée, la profondeur de l'évidement est supérieure à 0,05 mm. L'évidement peut éventuellement traverser le bloc empreinte. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux blocs empreintes sont montés pivotants l'un par rapport à l'autre autour d'un axe, entre une position de moulage dans laquelle les deux blocs empreintes sont superposés et une position de démoulage dans laquelle les deux blocs empreintes sont écartés. Avantageusement, au moins l'un des blocs empreintes est monté pivotant autour de l'axe par l'intermédiaire d'au moins un roulement, par exemple un roulement à billes. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un outillage d'injection d'une pièce selon l'invention, en position fermée. - La figure 2 est une vue en perspective de la partie inférieure de l'outillage d'injection. Les figures 1 et 2 représentent un outillage d'injection d'un modèle en cire selon l'invention, comportant une partie supérieure 1 et une partie inférieure 2 montées pivotantes l'une par rapport à l'autre autour d'un axe 3. Plus particulièrement, la partie inférieure 2 comporte un bloc empreinte 4 de forme générale rectangulaire dont la surface supérieure plane forme un plan de joint 5 dans lequel sont ménagés une empreinte 6, un canal d'injection 7 et quatre évidements distincts 8. La surface cumulée des évidements 8 est comprise entre 10 et 90 % de la surface du plan de joint 5. Chaque évidement 8 entoure au moins une partie de l'empreinte 6, de manière à former un bord 9 s'étendant dans le plan de joint 5 autour de l'empreinte 6, et ayant une largeur minimale supérieure à 5 mm. Les évidements 8 sont borgnes et ont une profondeur supérieure à 0,05 mm. En variante, les évidements 8 traversent entièrement le bloc empreinte 4. Les évidements 8 peuvent être usinés, par exemple par fraisage ou par perçage. Le bloc empreinte inférieur 4 est monté à l'aide de vis 10 sur une semelle inférieure 11 plane et allongée, de forme également rectangulaire. Les deux extrémités opposées de la semelle 11 sont équipées de poignées 12. La semelle 11 comporte en outre deux oreilles latérales 13, disposées de part et d'autre d'un plan longitudinal médian, et formant une chape à l'intérieur de laquelle est monté l'axe 3. Plus particulièrement, l'axe 3 est guidé par deux roulements à billes 19 montés dans les oreilles 13, et est perpendiculaire au plan médian précité. La partie supérieure 1 de l'outillage d'injection comporte, de la même manière, un bloc empreinte supérieur 14 dans lequel sont ménagés une empreinte 6 et des évidements 8, disposés en regard respectivement de l'empreinte 6 et des évidements 8 du bloc empreinte inférieur 4 après superposition des blocs empreintes 4, 14. Le bloc empreinte supérieur 14 est fixé sur une semelle supérieure 15 montée pivotante par rapport à la semelle inférieure 11, autour de l'axe 3. L'extrémité de la semelle supérieure 15 écartée de l'axe de pivotement 3 est équipée d'une poignée 16. Le procédé d'injection d'un modèle d'aube en cire va maintenant être décrit plus en détail. Dans le cas où le modèle comporte une partie creuse, telle qu'un circuit de refroidissement, un noyau en céramique (non représenté) est monté dans l'empreinte 6 du bloc empreinte 4, le noyau pouvant être positionné à l'aide de butées et maintenu à l'aide de vis de pression 17, comme cela est connu en soi. L'outillage d'injection est ensuite fermé, c'est-à-dire que les parties supérieure et inférieure 1, 2 sont pivotées de façon à superposer les deux blocs empreintes 4, 14 et, ainsi, les empreintes 6 et les évidements 8. La forme des empreintes 6, situées alors en regard l'une de l'autre, correspond à celle de la pièce à injecter. Dans l'ensemble représenté, les empreintes 6 définissent la forme d'une aube comportant une pale et une plateforme. Les évidements 8 permettent de réduire la surface des blocs empreintes 4, 14 en contact, facilitant ainsi notamment le bon positionnement des blocs empreintes et améliorant la qualité de l'étanchéité de l'outillage d'injection au niveau du plan de joint 5. Les deux parties 1, 2 sont ensuite verrouillées l'une à l'autre dans cette position, à l'aide de moyens de verrouillage 18. Une presse (non représentée) appuie ensuite sur chacune des faces externes des semelles 11, 15 et de la cire est injectée dans les empreintes 6, via le canal d'injection 7, puis refroidie de façon à se solidifier et former un modèle d'aube en cire. L'outillage d'injection est alors ouvert, par pivotement de la partie supérieure 1 autour de l'axe 3. L'outillage d'injection est décrit ici dans le cas d'un moulage d'un modèle en cire mais peut être utilisé pour le moulage d'autres types de pièces, telles que des noyaux en céramique, afin de résoudre le même problème technique.15 REVENDICATIONS1. Outillage d'injection d'une pièce, comportant deux blocs empreintes (4, 14) dans lesquels sont ménagées des empreintes (6) débouchant chacune au niveau d'un plan de joint (5) et dont la forme après superposition des blocs empreintes (4, 14) correspond à celle de la pièce à injecter, au moins l'un des blocs empreintes (4) comprenant un canal d'injection (7) de matière débouchant dans l'empreinte correspondante (6), caractérisé en ce qu'au moins l'un des blocs empreintes (4, 14) comporte au moins un évidement (8) distinct de l'empreinte (6) et/ou du canal d'injection (7), l'évidement (8) débouchant dans le plan de joint (5). 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc empreinte (4, 14) comporte plusieurs évidements (8) distincts formés dans le plan de joint (5), la surface cumulée des évidements (8) étant comprise entre 10 et 90 % de la surface du plan de joint (5). 3. Outillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque bloc empreinte (4, 14) comporte au moins un évidement (8) formé dans le plan de joint (5), les deux évidements (8) étant disposés en regard l'un de l'autre après superposition des blocs empreintes (4, 14), de part et d'autre du plan de joint (5). 4. Outillage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'évidement (8) entoure au moins une partie de l'empreinte (6), de manière à former un bord (9) s'étendant dans le plan de joint (5) autour de l'empreinte (6), et ayant une largeur minimale supérieure à 5 mm. 5. Outillage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la profondeur de l'évidement (8) est supérieure à 0,05 mm. 6. Outillage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'évidement (8) traverse le bloc empreinte (4, 14). 7. Outillage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux blocs empreintes (4, 14) sont montés pivotants l'un par rapport à l'autre autour d'un axe (3), entre une position de moulage danslaquelle les deux blocs empreintes (4, 14) sont superposés et une position de démoulage dans laquelle les deux blocs empreintes (4, 14) sont écartés. 8. Outillage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins l'un des blocs empreintes (14) est monté pivotant autour de l'axe (3) par l'intermédiaire d'au moins un roulement, par exemple un roulement à billes (19).