Brevet FR2984786A1 — publié le 20130628

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE AUBE CREUSE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une aube creuse, et plus particulièrement d'une aube de redresseur de soufflante pour turboréacteur à double flux. Le domaine technique de l'invention est, d'une façon générale, celui des turboréacteurs d'aéronef, et plus particulièrement celui des redresseurs. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une manière de limiter la masse des composants d'un turboréacteur consiste à fabriquer des redresseurs creux. Classiquement, un redresseur creux est fabriqué selon le procédé suivant, illustré par les figures 1 à 3 : - Une cavité 11 est usinée dans un redresseur classique 12, côté intrados. On note que l'intrados correspond à la face concave du redresseur 12, et l'extrados à la face convexe. - Un matériau de remplissage 13 de faible densité est inséré dans la cavité 11. - Pour reformer le profil aérodynamique du redresseur, une tôle 14 refermant la cavité 11 est apposée. - La tôle 14 est soudée sur le redresseur 12. On note que le matériau de remplissage 13 a pour fonction de contrer des modes vibratoires de la tôle 14. Ce procédé présente des inconvénients liés à la soudure, par exemple la présence d'un cordon de soudure sur le redresseur qui perturbe l'écoulement du flux d'air. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION L'objet de l'invention offre une solution aux inconvénients qui viennent d'être exposés, en proposant un procédé de fabrication d'un redresseur creux présentant une surface externe sensiblement continue. 5 Selon un premier aspect, l'invention concerne donc essentiellement un procédé de fabrication d'une aube creuse de turbomachine, ledit procédé comportant des étapes de : - formation d'une première cavité dans une première face d'un premier 10 bloc ; - assemblage par diffusion du premier bloc et d'un deuxième bloc, la première face du premier bloc étant positionnée en regard d'une deuxième face du deuxième bloc, la première cavité formant alors une cavité fermée ; 15 - usinage du bloc résultant de l'assemblage du premier bloc et du deuxième bloc, de sorte à obtenir une aube comportant la cavité fermée. Grâce au procédé selon l'invention, les défauts liés à l'assemblage du 20 premier bloc et du deuxième bloc sont retirés par l'étape d'usinage du bloc résultant. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter une ou 25 plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles : - le procédé comporte une étape préalable à l'étape d'assemblage, de formation d'une deuxième cavité dans la deuxième face du deuxième bloc ; - la première cavité et/ou la deuxième cavité sont formées par usinage ; - le procédé comporte des étapes préalables à l'étape d'assemblage, de : - formation d'une première rainure sur une partie supérieure de la première face du premier bloc, et - formation d'une deuxième rainure sur une partie supérieure de la deuxième face du deuxième bloc, lesdites première rainure et deuxième rainure étant positionnées en regard l'une de l'autre lors de l'étape d'assemblage du premier bloc et du deuxième bloc, de sorte à former une gorge. - le procédé comprend des étapes préalables à l'étape d'usinage, de : - mise en place d'une pige dans la gorge formée par la première rainure et la deuxième rainure ; - palpation de la pige par un outil d'usinage. - l'assemblage est réalisé par brasage, par soudage par bombardement électronique (F.E.), ou par soudage par friction linéaire ; - le procédé comporte des étapes d'usinage d'une première partie extrémale du premier bloc et d'une deuxième partie extrémale du deuxième bloc, telles que ladite première partie extrémale recouvre ladite deuxième partie extrémale de sorte que le bord d'attaque présente une surface continue ; - un plan de joint entre la première partie extrémale et la deuxième partie extrémale présente une forme de marche. - le procédé comporte une étape d'usinage d'au moins une partie saillante dans le premier bloc, ladite au moins une partie saillante s'étendant sensiblement orthogonalement au plan selon lequel s'étend le premier bloc ; - le procédé comporte une étape de réalisation d'un raidisseur dans le premier bloc et/ou dans le deuxième bloc. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une aube de turbomachine comportant une cavité interne délimitée par un premier côté intrados et un deuxième côté extrados, l'aube présentant une surface externe sensiblement continue, contrairement à l'aube de l'état antérieur décrite précédemment, qui présentait un cordon de soudure sur sa surface externe. L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DE LA FIGURE Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - à la figure 1, déjà décrite, une vue éclatée d'un redresseur creux selon l'art antérieur ; - à la figure 2, déjà décrite, une représentation du redresseur creux assemblé de la figure 1 ; - à la figure 3, déjà décrite, une représentation schématique d'une partie du redresseur creux assemblé de la figure 1 ; - à la figure 4, un diagramme illustratif des étapes d'un procédé de fabrication d'une aube creuse selon l'invention ; - à la figure 5, une illustration d'une étape d'usinage de deux blocs, selon un mode de réalisation du procédé ; - à la figure 6, une illustration d'une étape d'assemblage des blocs selon un mode de réalisation du procédé ; - à la figure 7, un agrandissement d'une partie de la figure 6 ; - à la figure 8, une illustration d'une étape d'usinage desdits blocs assemblés, selon un mode de réalisation du procédé ; - à la figure 9, une représentation schématique d'une aube produit du procédé selon un mode de réalisation ; - à la figure 10, une vue en coupe de l'aube de la figure 9 ; - à la figure 11, une représentation schématique d'une aube produit du procédé selon un mode de réalisation du procédé ; - à la figure 12, une illustration d'une étape d'usinage de deux blocs, selon un mode de réalisation du procédé ; - à la figure 13, une illustration d'une aube nervurée, produit du procédé selon un mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Un procédé 100 de fabrication d'une aube creuse selon l'invention, comporte quatre étapes principales, illustrées par le diagramme de la figure 4 : - une étape 110a, illustrée à la figure 5, d'usinage d'un premier bloc brut 50, de sorte à former une première cavité 51 dans une première face 52 du premier bloc 50 ; - une étape 110b, illustrée à la figure 5 également, d'usinage d'un deuxième bloc brut 53, de sorte à former une deuxième cavité 54 dans une deuxième face 55 du deuxième bloc 53 ; - une étape 120, illustrée à la figure 6, d'assemblage du premier bloc 50 et du deuxième bloc 53, la première face 52 du premier bloc étant positionnée en regard de la deuxième face 55 du deuxième bloc, la première cavité 51 du premier bloc 50 et la deuxième cavité 54 du deuxième bloc 53 formant alors une cavité fermée 60 ; - une étape 130, illustrée à la figure 8, d'usinage conventionnel bien connu de l'homme du métier, du bloc résultant 61 de l'assemblage du premier bloc 50 et du deuxième bloc 53, de sorte à obtenir une aube 80 comportant la cavité fermée 60. On note que l'aube 80 montrée à la figure 8, à l'intérieur du bloc résultant 61, n'est représentée que pour aider à comprendre l'étape d'usinage 130. L'aube 80 résultant du procédé 100 est représentée aux figures 9 et 10. On note que l'étape 110b d'usinage du deuxième bloc 53 brut de sorte à former la deuxième cavité 54, n'est pas indispensable, mais est présente dans un mode de réalisation préféré de l'invention, afin d'obtenir une cavité fermée 60 la plus grande possible. En effet, le bloc résultant 61 de l'assemblage du premier bloc 50 et du deuxième bloc 53 comprend une cavité fermée, même si la deuxième cavité 54 n'a pas été usinée. On note également que la formation de la première cavité 51 et/ou de la deuxième cavité 54 n'est pas limitée à une réalisation par usinage, les cavités pouvant être formées par d'autres moyens. Le premier bloc 50 représenté à la figure 5 correspond à l'intrados de l'aube 80, tandis que le deuxième bloc 53 correspond à l'extrados. Après l'étape d'usinage 110a, la première face 52 du premier bloc 50 comporte la première cavité 51, entourée d'une première surface de joint 56 concave. De même, après l'étape d'usinage 110b, la deuxième face 55 du deuxième bloc 53 comporte la deuxième cavité 54, entourée d'une deuxième surface de joint 57 convexe. La première surface de joint 56 et la deuxième surface de joint 57 sont usinées de sorte à présenter des formes complémentaires afin d'être jointes et assemblées. Dans la suite de la description, on appellera plan de joint 62 la surface de contact entre la première surface de joint 56 et la deuxième surface de joint 57. Le bloc résultant 61 de l'assemblage du premier bloc 50 et du deuxième bloc 53 est ensuite usiné de manière classique, connue de l'homme du métier, pour obtenir l'aube 80 représentée à la figure 9. En usinant le bloc résultant 61, on retire les défauts liés à l'assemblage, par exemple les cordons de soudure. Il n'y a alors plus de perturbation du flux d'air le long de l'aube 80. On note que l'assemblage est réalisé par diffusion, par exemple par brasage, par soudage par bombardement électronique (F.E.), ou par soudage par friction linéaire, qui sont des procédés d'assemblage bien connus de l'homme du métier. On note que la taille de la cavité fermée 60 n'est pas limitée par la surface de pose d'une tôle sur une aube comme cela était le cas dans les procédés de fabrication d'aube creuse selon l'art antérieur. Par ailleurs, le procédé comporte avantageusement des étapes préalables à l'étape d'assemblage 120, de : - formation d'une première rainure 58 sur une partie supérieure de la première face 52 du premier bloc 50, et - formation d'une deuxième rainure 59 sur une partie supérieure de la deuxième face 55 du deuxième bloc 53, lesdites première rainure 58 et deuxième rainure 59 étant positionnées en regard l'une de l'autre lors de l'étape d'assemblage 120 du premier bloc 50 et du deuxième bloc 53, de sorte à former une gorge 63. L'étape d'usinage 130 du bloc résultant 61 comprend alors avantageusement des sous-étapes de : - mise en place d'une pige, représentée à la figure 7, dans la gorge 63 formée par la première rainure 58 et la deuxième rainure 59 ; - palpation de la pige 64 par un outil d'usinage utilisé lors de l'étape 130 d'usinage du bloc résultant 61. Tout ceci facilite le repérage de la cavité fermée 60 qui se trouve à l'intérieur du bloc résultant 61. Ladite cavité fermée 60 est représentée à la figure 10 sur une vue en coupe de l'aube 80. On note que dans un mode de réalisation non limitatif, la gorge 63 est également un point d'entrée pour un matériau de remplissage introduit dans la cavité fermée 60 par l'intermédiaire d'un pistolet d'injection. Ledit matériau de remplissage est par exemple de la mousse, et est destiné à contrer des modes vibratoires de l'aube 80. Par ailleurs, comme le représente la figure 10, on note que l'aube 80 résultant du procédé 100 comporte un bord d'attaque 90 constitué par une jonction, au niveau du plan de joint 62, entre une première partie extrémale 94 du premier bloc 50, et une deuxième partie extrémale 95 du deuxième bloc 53. Or le bord d'attaque 90 est une zone fortement propice aux impacts, il est donc préférable de le protéger. Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le premier bloc 50 et le deuxième bloc 53 sont usinés de sorte que bord d'attaque 90 de l'aube 80 ne contienne pas le plan de joint 62, comme illustré à la figure 11. Le bord d'attaque 90 est alors constitué exclusivement par la première partie extrémale 94 du premier bloc 50, ladite première partie extrémale 94 recouvrant la deuxième partie extrémale 95 du deuxième bloc 53 de sorte que le bord d'attaque 90 présente une surface continue. Dans ce mode de réalisation, le plan de joint 62 présente, du côté bord d'attaque, une forme de marche. En effet, au lieu de s'étendre continument jusqu'au bord d'attaque 90, comme cela était le cas dans le mode de réalisation précédemment décrit et représenté à la figure 10, le plan de joint 62 s'étend selon un premier plan 96 en direction du bord d'attaque 90, puis selon un deuxième plan 97 sensiblement perpendiculaire au premier plan 96, jusqu'à la surface intrados de l'aube 80. D'autre part, pour conserver l'aspect structural d'un redresseur 80 formé via le procédé 100 selon l'invention, ledit redresseur 80 comportant classiquement une plateforme 81, le premier bloc 50 (ou alors le deuxième bloc 53) est usiné de sorte à comporter au moins une partie saillante 91 s'étendant sensiblement orthogonalement au plan selon lequel s'étend le premier bloc 50 (ou alors le deuxième bloc). Ceci est montré à la figure 12. La plateforme 81 du redresseur 80 est alors usinée dans le premier bloc 50 (ou alors le deuxième bloc 53) lors de l'étape d'usinage du bloc résultant 61. Pour finir, le procédé 100 comporte avantageusement des étapes de réalisation de raidisseur(s) 92 dans le premier bloc 50 et/ou dans le deuxième bloc 53, comme représenté à la figure 13. Un raidisseur 92 est en effet utile pour éviter un flambage ou une mise en fréquence de l'aube 80. On note que la présence du matériau de remplissage dans la cavité fermée 60 n'est pas nécessaire lorsque l'intrados et l'extrados de l'aube 80 sont nervurées par un raidisseur 92. Le procédé 100 décrit permet donc la fabrication d'une aube 80 creuse, préférentiellement un redresseur de soufflante de turbomachine, qui présente un faible maitre couple (faible épaisseur), une bonne tenue mécanique au flux d'air, et qui présente une surface externe sensiblement continue, c'est-à-dire ne présentant pas de défauts de soudure tels un cordon de soudure.