Brevet FR3132657A1 — publié le 20230818

Le présent document concerne un procédé de fabrication d’une éprouvette (4) de test, représentative d’une aube creuse, l’éprouvette (4) étant creuse et comportant au moins une plate-forme (86,88) et une zone de pale (85), le procédé comprenant les étapes : - réaliser un noyau en céramique par injection dans un premier moule (10); - réaliser un modèle en cire par injection dans un deuxième moule (28), le noyau étant agencé dans le deuxième moule (28); - réaliser une carapace par trempage du modèle en cire et du noyau dans une barbotine de manière à former un troisième moule en céramique, puis élimination du modèle en cire et consolidation de la barbotine de manière à former la carapace; - couler un métal dans la carapace pour former l’éprouvette (4), le noyau formant une zone creuse de l’éprouvette (4); - éliminer la carapace par une opération de décochage et dissoudre le noyau. Figure de l’abrégé : Figure 5 Eprouvette test La présente divulgation relève du domaine des éprouvettes tests représentatives d’aubes d’aéronefs. Classiquement, la technique de fonderie à cire perdue consiste en premier lieu à réaliser un modèle en cire, ou en tout autre matériau facilement éliminable par la suite, de la pièce à réaliser. Ce modèle comprend une pièce interne formant un noyau en céramique ou métallique à base de molybdène et de ses alliages qui figure les cavités que l’on souhaite voir apparaitre à l’intérieur de l’aubage. Le modèle en cire est ensuite trempé plusieurs fois dans des barbotines constituées d’une suspension de particules céramiques pour confectionner, par des opérations dites de stucage et de séchage, un moule carapace. On procède ensuite au décirage du moule carapace, qui est une opération par laquelle on élimine de la carapace la cire ou le matériau constituant le modèle d'origine. Ce matériau doit pouvoir être éliminé comme la cire sans dégrader les propriétés du noyau, soit à une température comprise entre 70 et 200°C. Après cette élimination, on obtient un moule céramique dont la cavité reproduit toutes les formes de l'aube et qui renferme encore le noyau céramique destiné à générer les cavités internes de celle-ci. Le moule subit ensuite un traitement thermique à haute température ou « cuisson » qui lui confère les propriétés mécaniques nécessaires. Le moule carapace est alors prêt pour la fabrication de la pièce métallique par coulée. Après contrôle de l'intégrité interne et externe du moule carapace, l'étape suivante consiste à couler un métal en fusion, qui vient occuper les vides entre la paroi intérieure du moule carapace et le noyau, puis à le solidifier. Dans le domaine de la fonderie à cire perdue, on distingue actuellement plusieurs techniques de solidification, et plusieurs techniques de coulée, selon la nature de l'alliage, des cavités internes et les propriétés attendues de la pièce résultant de la coulée. Après la coulée de l'alliage, on casse la carapace par une opération de décochage. Au cours d'une autre étape, on élimine chimiquement le noyau céramique ou métallique qui est resté enfermé dans l'aube obtenue. L'aube métallique obtenue subit ensuite des opérations de parachèvement qui permettent d'obtenir la pièce finie. Lors de la fabrication d’aubes, des problèmes de recristallisation dû à des contraintes et déformations thermomécaniques pendant la phase de solidification peuvent intervenir et dégrader les propriétés mécaniques desdites aubes. La constitution d’éprouvettes est donc nécessaire pour révéler ou ne pas révéler ces défauts de recristallisation ainsi que pour valider des modèles de simulation. Ces éprouvettes permettent ainsi de valider le procédé de fabrication d’aubes sans avoir besoin de réaliser directement une aube qui risquerait d’être mise au rebut en cas de défauts. Cependant toutes les éprouvettes de l’art antérieur sont pleines et non creuses, ce qui ne les rend pas représentatives d’aubes creuses d’aéronefs. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un procédé de fabrication d’une éprouvette de test, représentative d’une aube creuse, l’éprouvette étant creuse et comportant au moins une plate-forme et une zone de pale, le procédé comprenant les étapes : - réaliser un noyau en céramique par injection dans un premier moule, le premier moule comportant au moins un capteur de pression et au moins un capteur de température aptes à mesurer respectivement la pression et la température dans une cavité dudit premier moule ; - réaliser un modèle en cire par injection dans un deuxième moule, le noyau étant agencé dans le deuxième moule, ledit noyau étant destiné à former une zone creuse dans l’éprouvette et ledit deuxième moule comportant au moins un capteur de pression et au moins un capteur de température aptes à mesurer respectivement la pression et la température dans une cavité dudit deuxième moule; - réaliser une carapace par trempage du modèle en cire et du noyau dans une barbotine de manière à former un troisième moule en céramique, puis élimination du modèle en cire et consolidation de la barbotine de manière à former la carapace, le noyau étant solidaire de la carapace ; - couler un métal dans la carapace pour former l’éprouvette, le noyau formant une zone creuse de l’éprouvette ; - éliminer la carapace par une opération de décochage et dissoudre le noyau. L’éprouvette creuse est représentative d’une aube creuse. Cette éprouvette creuse subit l’ensemble des étapes du procédé de fabrication que subirait une aube creuse. Le premier moule et le deuxième moule comprennent des capteurs, ce qui permet un meilleur suivi et garantit la qualité et le bon dimensionnement desdites éprouvettes. Les capteurs dans le deuxième moule permettent, en outre, de suivre l’avancement du front de la cire, la température et la pression au cours de cette opération. La tête du noyau peut avoir une forme en T. La forme en T du noyau permet au noyau de bien s’ancrer dans le deuxième moule et de ne pas bouger pour être in fine bien positionné dans l’éprouvette. Le noyau peut présenter une forme allongée, la longueur du noyau étant définie par la dimension dudit noyau selon un axe longitudinal X, la largeur du noyau étant définie par la dimension dudit noyau selon un axe Y, l’épaisseur du noyau étant définie par la dimension dudit noyau selon un axe Z, les axes X,Y,Z formant un repère orthonormé, l’épaisseur du noyau selon l’axe Z étant supérieure à 8 mm et la largeur du noyau selon l’axe Y étant supérieure à 20 mm. En ajustant les dimensions du noyau, il est possible de faire varier l’épaisseur et la largeur du premier moule et donc de varier le dimensionnement de la zone creuse de l’éprouvette. Le deuxième moule peut présenter une cavité de forme allongée, la longueur du deuxième moule étant définie par la dimension dudit deuxième moule selon un axe longitudinal x, la largeur du deuxième moule étant définie par la dimension dudit deuxième moule selon un axe y, l’épaisseur du deuxième moule étant définie par la dimension dudit deuxième moule selon un axe z, les axes x,y,z formant un repère orthonormé, l’au moins un capteur de pression et l’au moins un capteur de température étant positionnés dans le deuxième moule avec une symétrie selon l’axe x et l’axe y passant par une zone médiane du noyau selon l’axe x. Cette symétrie des capteurs de pression et de température permet de vérifier la symétrie du front d’injection. Par axe y passant par une zone médiane du noyau selon l’axe x, on entend un axe passant par le milieu de la largeur du noyau. Le deuxième moule peut comporter des points de contact de positionnement dans un fond de la cavité et des capteurs de déplacement proches de ces points de contact de positionnement. Ces points de contact de positionnement constituent des repères permettant de vérifier le bon positionnement du deuxième moule et donc que l’injection se déroule correctement. Les capteurs de déplacement associés à ces points de contact de positionnement permettent de suivre cette injection relativement auxdits points de contact. L’éprouvette de forme allongée selon un axe longitudinal peut comporter deux têtes d’accroche positionnées aux deux extrémités dudit axe longitudinal et/ou au moins un talon. Les deux têtes d’accroche permettent d’utiliser l’éprouvette telle quelle sans faire d’usinage préalable et d’utiliser directement l’éprouvette lors de tests mécaniques. Ces deux têtes servent de zones de préhension. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : montre une empreinte d’un noyau, selon un mode de réalisation. montre trois premiers moules aptes à former trois noyaux en céramique, selon un mode de réalisation. montre une injection de cire dans un deuxième moule, selon un mode de réalisation. montre le deuxième moule en l’absence de capteurs. montre une éprouvette test obtenue à partir d’un procédé de fabrication, selon l’invention. montre une grappe comprenant huit éprouvettes tests telles que décrites en . Procédé de fabrication d’une éprouvette (4) de test, représentative d’une aube creuse, l’éprouvette (4) étant creuse et comportant au moins une plate-forme (86,88) et une zone de pale (85), le procédé comprenant les étapes : - réaliser un noyau en céramique par injection dans un premier moule (10), le premier moule (10) comportant au moins un capteur de pression (18,20,22) et au moins un capteur de température (24,26) aptes à mesurer respectivement la pression et la température dans une cavité (30) dudit premier moule (10) ; - réaliser un modèle en cire par injection dans un deuxième moule (28), le noyau étant agencé dans le deuxième moule (28), ledit noyau étant destiné à former une zone creuse dans l’éprouvette et ledit deuxième moule (28) comportant au moins un capteur de pression (40,42,44,46,56,60,62) et au moins un capteur de température (48,50,52,54) aptes à mesurer respectivement la pression et la température dans une cavité dudit deuxième moule; - réaliser une carapace par trempage du modèle en cire et du noyau dans une barbotine de manière à former un troisième moule en céramique, puis élimination du modèle en cire et consolidation de la barbotine de manière à former la carapace, le noyau étant solidaire de la carapace ; - couler un métal dans la carapace pour former l’éprouvette (4), le noyau formant une zone creuse de l’éprouvette (4); - éliminer la carapace par une opération de décochage et dissoudre le noyau. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tête (6) du noyau a une forme en T. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le noyau présente une forme allongée, la longueur du noyau étant définie par la dimension dudit noyau selon un axe longitudinal X, la largeur du noyau étant définie par la dimension dudit noyau selon un axe Y, l’épaisseur du noyau étant définie par la dimension dudit noyau selon un axe Z, les axes X,Y,Z formant un repère orthonormé, l’épaisseur du noyau selon l’axe Z étant supérieure à 8 mm et la largeur du noyau selon l’axe Y étant supérieure à 20 mm. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième moule (28) présente une cavité (30) de forme allongée, la longueur du deuxième moule (28) étant définie par la dimension dudit deuxième moule (28) selon un axe longitudinal x, la largeur du deuxième moule (28) étant définie par la dimension dudit deuxième moule selon un axe y, l’épaisseur du deuxième moule (28) étant définie par la dimension dudit deuxième moule (28) selon un axe z, les axes x,y,z formant un repère orthonormé, l’au moins un capteur de pression (40,42,44,46,56,60,62) et l’au moins un capteur de température (48,50,52,54) étant positionnés dans le deuxième moule (28) avec une symétrie selon l’axe x et l’axe y passant par une zone médiane du noyau selon l’axe x. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le deuxième moule (28) comporte des points de contact de positionnement (70,72,74) dans un fond de la cavité (30) et des capteurs de déplacement (64,66,68) proches de ces points de contact de positionnement (70,72,74). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’éprouvette (4) de forme allongée selon un axe longitudinal x’ comporte deux têtes d’accroches (76,78) positionnées aux deux extrémités dudit axe longitudinal x’ et/ou au moins un talon (82,86).