FR3108540A1 - Mold for the manufacture of a foundry ceramic core - Google Patents
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Abstract
Le présent document concerne un moule (34) pour procédé de fabrication d’un noyau en céramique de fonderie destiné à former au moins une partie d’une aube, le moule (34) comprenant une empreinte (40), l’empreinte (40) comprenant une première zone (42) destinée à former une première zone du noyau et une seconde zone (44) destinée à former une seconde zone du noyau, lesdites zones (42, 44) de l’empreinte (40) étant décalées l’une de l’autre, le moule (34) comportant au moins un canal principal d’alimentation (48) débouchant dans la première zone (42) de l’empreinte (40) et un logement (46) reliant les première et seconde zones (42, 44), ledit logement (46) étant destiné à permettre l’insertion d’une tige de liaison (52) reliant les première et seconde zones du noyau, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux canaux auxiliaires d’alimentation (54) s’étendant de part et d’autre de la première zone (42) de l’empreinte (40) et débouchant dans la seconde zone (44) de l’empreinte (40). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 7.This document relates to a mold (34) for a method of manufacturing a foundry ceramic core intended to form at least part of a blade, the mold (34) comprising a cavity (40), the cavity (40 ) comprising a first zone (42) intended to form a first zone of the core and a second zone (44) intended to form a second zone of the core, said zones (42, 44) of the cavity (40) being offset from the other, the mold (34) comprising at least one main supply channel (48) opening into the first zone (42) of the cavity (40) and a housing (46) connecting the first and second zones (42, 44), said housing (46) being intended to allow the insertion of a connecting rod (52) connecting the first and second zones of the core, characterized in that it comprises at least two auxiliary channels of supply (54) extending on either side of the first zone (42) of the cavity (40) and opening into the second zone (44) of the cavity (40). Figure to be published with abstract: Figure 7.
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
Le présent document concerne un moule pour la fabrication d’un noyau céramique de fonderie destiné à former au moins une partie d’un circuit de refroidissement d’une aube de turbine.This document relates to a mold for the manufacture of a foundry ceramic core intended to form at least part of a cooling circuit of a turbine blade.
Etat de la technique antérieureState of the prior art
Une turbomachine s’étend classiquement selon un axe et comporte, d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression et une tuyère d’éjection. La turbine haute pression est couplée en rotation au compresseur haute pression, par l’intermédiaire d’un arbre haute pression, de manière à former un corps haute pression. La turbine basse pression est couplée en rotation au compresseur basse pression, par l’intermédiaire d’un arbre basse pression, de manière à former un corps basse pression. La soufflante est reliée à l’arbre basse pression, soit directement, soit par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesses.A turbomachine conventionally extends along an axis and comprises, from upstream to downstream in the direction of gas circulation within the turbomachine, a fan, a low-pressure compressor, a high-pressure compressor, a combustion chamber, a turbine high pressure, a low pressure turbine and an exhaust nozzle. The high pressure turbine is coupled in rotation to the high pressure compressor, via a high pressure shaft, so as to form a high pressure body. The low pressure turbine is coupled in rotation to the low pressure compressor, via a low pressure shaft, so as to form a low pressure body. The fan is connected to the low pressure shaft, either directly or via a speed reducer.
Les aubes des turbines basse pression et haute pression d’une turbomachine sont soumises aux températures très élevées des gaz de la chambre de combustion, ce qui peut entraîner une dégradation prématurée desdites aubes et limiter leur durée de vie.The blades of the low pressure and high pressure turbines of a turbomachine are subjected to the very high temperatures of the gases in the combustion chamber, which can lead to premature degradation of said blades and limit their service life.
Afin de maîtriser la température de ces aubes, ces dernières comportent des circuits de refroidissement internes. De l’air issu par exemple du compresseur basse pression, est envoyé dans les circuits de refroidissement des aubes, de manière à limiter la température.In order to control the temperature of these blades, the latter comprise internal cooling circuits. Air from the low-pressure compressor, for example, is sent to the blade cooling circuits, so as to limit the temperature.
Dans la suite de la description, les termes axial, radial et circonférentiel sont utilisés par référence à l’axe de la turbomachine.In the remainder of the description, the terms axial, radial and circumferential are used with reference to the axis of the turbomachine.
La figure 1 illustre une aube 1 de turbine haute pression de turbomachine. Ladite aube 1 comporte, radialement de l’intérieur vers l’extérieur, un pied 2, une plate-forme 4 et une pale 6. La pale 6 comporte des surfaces d’intrados 8 et d’extrados 10 reliées à l’amont par un bord d’attaque 12 et à l’aval, par un bord de fuite 14.FIG. 1 illustrates a turbomachine high-pressure turbine blade 1 . Said blade 1 comprises, radially from the inside outwards, a foot 2, a platform 4 and a blade 6. The blade 6 comprises intrados 8 and extrados 10 surfaces connected upstream by a leading edge 12 and downstream, by a trailing edge 14.
L’extrémité radialement externe ou sommet 16 de la pale 6 comprend une partie en forme dite de baignoire 18. Cette dernière est délimitée par un fond 20 transversal à la pale 6 et par une paroi 22 formant son bord dans le prolongement de la paroi de la pale 6. La pale 6 comprend en outre une pluralité de cavités interne communiquant avec une entrée d’air de refroidissement située au niveau du pied 2 de l’aube 1 et débouchant au niveau de perforations 24 réparties sur la pale 6. Les perforations 24 sont situées au niveau des surfaces d’intrados 8 et d’extrados 10 de la pale 6 et au niveau des bords d’attaque 12 et de fuite 14 de la pale 6.The radially outer end or crown 16 of the blade 6 comprises a so-called bath-shaped part 18. The latter is delimited by a bottom 20 transverse to the blade 6 and by a wall 22 forming its edge in the extension of the wall of the the blade 6. The blade 6 further comprises a plurality of internal cavities communicating with a cooling air inlet located at the level of the root 2 of the blade 1 and opening at the level of perforations 24 distributed over the blade 6. The perforations 24 are located at the intrados 8 and extrados 10 surfaces of the blade 6 and at the leading 12 and trailing 14 edges of the blade 6.
Les perforations 24 au niveau du bord du fuite 14 présentent la forme de fentes, les autres perforations 24 présentant des formes globalement circulaires ou ovales.The perforations 24 at the trailing edge 14 have the shape of slots, the other perforations 24 having generally circular or oval shapes.
De telles aubes sont fabriquées par moulage d’un matériau métallique. Ces moules comportent une empreinte, c’est-à-dire une forme en creux délimitant notamment l’aube à réaliser. Un ou plusieurs noyaux en céramique peuvent être montés dans le moule, au niveau de l’empreinte, de manière à former des zones en creux dans la pièce à fabriquer, en particulier lorsque celle-ci présente une géométrie complexe. Les noyaux sont notamment destinés à délimiter les cavités définissant les circuits de refroidissement ainsi que la baignoire au niveau du sommet de la pale.Such blades are made by casting a metallic material. These molds have an imprint, that is to say a hollow shape delimiting in particular the blade to be produced. One or more ceramic cores can be mounted in the mold, at the level of the cavity, so as to form recessed areas in the part to be manufactured, in particular when the latter has a complex geometry. The cores are in particular intended to delimit the cavities defining the cooling circuits as well as the bath at the level of the top of the blade.
La figure 2 illustre un noyau 26 connu pour la réalisation d’une aube de turbine. Celui-ci s’étend selon un axe X et comporte une première zone 28 et une seconde zone 30 décalées l’une de l’autre selon l’axe X du noyau 26. La première zone 28 et la seconde zone 30 sont reliées l’une à l’autre par une tige de liaison 32.Figure 2 illustrates a known core 26 for making a turbine blade. This extends along an axis X and comprises a first zone 28 and a second zone 30 offset from each other along the axis X of the core 26. The first zone 28 and the second zone 30 are connected to each other by a connecting rod 32.
La première zone 28 forme, lors du procédé ultérieur de moulage de l’aube 1, des cavités ou canaux destinés à former au moins une partie du circuit de refroidissement de l’aube 1.The first zone 28 forms, during the subsequent molding process of the blade 1, cavities or channels intended to form at least part of the cooling circuit of the blade 1.
La seconde zone 30 est notamment destinée à former, lors du procédé ultérieur de moulage de l’aube 1, la baignoire 18 de l’aube 1.The second zone 30 is in particular intended to form, during the subsequent molding process of the blade 1, the tub 18 of the blade 1.
Les noyaux 26 en céramiques sont eux-mêmes fabriqués par moulage d’une pâte de céramique, également appelée barbotine, dans un moule 34. Cette pâte est principalement composée d’une poudre de céramique et d’un liant. Ce moule 34 est, en outre, composé de deux coquilles 36 plaquées l’une contre l’autre au niveau d’un plan de joint 38, les deux coquilles 36 délimitant une empreinte 40 du noyau 26 à réaliser.The ceramic cores 26 are themselves manufactured by molding a ceramic paste, also called slip, in a mold 34. This paste is mainly composed of a ceramic powder and a binder. This mold 34 is, moreover, composed of two shells 36 pressed one against the other at a parting plane 38, the two shells 36 delimiting an imprint 40 of the core 26 to be produced.
Comme cela est illustré aux figures 3 à 5, l’empreinte 40 s’étend selon un axe Y et comporte une première zone 42 et une seconde zone 44, écartées l’une de l’autre selon l’axe Y de l’empreinte 40. La première zone 42 de l’empreinte 40 est destinée à former la première zone 28 du noyau 26. La seconde zone 44 de l’empreinte 40 est destinée à former la seconde zone 30 du noyau 26.As illustrated in Figures 3 to 5, the cavity 40 extends along a Y axis and includes a first zone 42 and a second zone 44, spaced from each other along the Y axis of the cavity. 40. The first zone 42 of the cavity 40 is intended to form the first zone 28 of the core 26. The second zone 44 of the cavity 40 is intended to form the second zone 30 of the core 26.
Un logement 46 relie les première et seconde zones 42, 44.A housing 46 connects the first and second zones 42, 44.
La première zone 42 comporte un pied ou une jambe 48 située à l’opposé du logement 46. Le pied 48 est relié à un canal d’alimentation principal non réprésenté.The first zone 42 comprises a foot or a leg 48 located opposite the housing 46. The foot 48 is connected to a main supply channel, not shown.
La première zone 42 et la seconde zone 44 sont par ailleurs reliées l’une à l’autre par le biais d’un canal de liaison 50.The first zone 42 and the second zone 44 are also connected to each other through a link channel 50.
Lors de la fabrication du noyau 26, une tige de liaison 52 est introduite dans le logement 46 du moule 34 puis la pâte céramique ou barbotine est introduite dans le moule 34. La barbotine ou pâte débouche en particulier dans la première zone 42 de l’empreinte 40. La première zone 42 de l’empreinte 40 est ainsi progressivement remplie de barbotine, comme illustré à la figure 3. Après remplissage de la première zone 42 de l’empreinte 40 (figure 4), la barbotine pénètre dans la seconde zone 44 de l’empreinte 40 au travers du canal de liaison 50 (figure 5).During the manufacture of the core 26, a connecting rod 52 is introduced into the housing 46 of the mold 34 then the ceramic paste or slip is introduced into the mold 34. The slip or paste opens in particular into the first zone 42 of the cavity 40. The first zone 42 of the cavity 40 is thus gradually filled with slip, as illustrated in FIG. 3. After filling the first zone 42 of the cavity 40 (FIG. 4), the slip penetrates into the second zone 44 of the cavity 40 through the connecting channel 50 (Figure 5).
Le canal de liaison 50 présentant une faible section, lorsque la barbotine ou pâte céramique passe au travers du canal de liaison 50, cette dernière est soumise à un cisaillement particulièrement élevé, générant des hétérogénéités dans le matériau ainsi que des contraintes thermomécaniques lors de la cuisson ultérieure pouvant affecter la partie fonctionnelle du noyau. Il en résulte un noyau 26 pouvant présenter des défauts de structure et/ou des défauts dimensionnels.The connecting channel 50 having a small section, when the slip or ceramic paste passes through the connecting channel 50, the latter is subjected to particularly high shear, generating heterogeneities in the material as well as thermomechanical stresses during firing. later that can affect the functional part of the nucleus. This results in a core 26 which may have structural defects and/or dimensional defects.
La partie fonctionnelle du noyau est définie comme la partie du noyau destinée à former une partie de la pièce définitive, c’est-à-dire l’aube, à réaliser.The functional part of the core is defined as the part of the core intended to form part of the final part, i.e. the blade, to be produced.
Comme cela est représenté schématiquement à la figure 6, lors de la fabrication du noyau 26, la tige 52 a tendance à se dilater sous l’effet de la température et la pâte céramique a tendance à se rétracter lors de la cuisson. Ceci génère un couple au niveau de la liaison entre les première et seconde zones 42, 44 du noyau 26, provoquant une flexion de la tige 52 pouvant entraîner une rupture de la tige 52 ou sa déformation en cisaillement et/ou en flexion.As shown schematically in Figure 6, during the manufacture of the core 26, the rod 52 tends to expand under the effect of temperature and the ceramic paste tends to shrink during firing. This generates a torque at the connection between the first and second zones 42, 44 of the core 26, causing a bending of the rod 52 which can lead to a rupture of the rod 52 or its deformation in shear and/or in bending.
En outre, avant fabrication de l’aube 26, il est nécessaire de retirer la partie en céramique 50a reliant les première et seconde zones 28, 30 du noyau 26 et formée par le canal de liaison 50. Du fait du faible écartement entre les première et seconde zones 28, 30, un tel retrait est particulièrement délicat et risque d’endommager les zones du noyau 26 situées à proximité de la partie 50a à retirer.In addition, before manufacture of the blade 26, it is necessary to remove the ceramic part 50a connecting the first and second zones 28, 30 of the core 26 and formed by the connecting channel 50. Due to the small spacing between the first and second zones 28, 30, such a removal is particularly difficult and risks damaging the zones of the core 26 located close to the part 50a to be removed.
Le présent document vise à proposer une solution à ce problème, de façon simple, fiable et peu onéreuse.This document aims to propose a solution to this problem, in a simple, reliable and inexpensive way.
Présentation de l’inventionPresentation of the invention
A cet effet, le présent document concerne un moule pour procédé de fabrication d’un noyau en céramique de fonderie destiné à former au moins une partie d’une aube, le moule comprenant une empreinte, l’empreinte comprenant une première zone destinée à former une première zone du noyau et une seconde zone destinée à former une seconde zone du noyau, lesdites zones de l’empreinte étant décalées l’une de l’autre, le moule comportant au moins un canal principal d’alimentation débouchant dans la première zone de l’empreinte et un logement reliant les première et seconde zones, ledit logement étant destiné à permettre l’insertion d’une tige de liaison reliant les première et seconde zones du noyau, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux canaux auxiliaires d’alimentation s’étendant de part et d’autre de la première zone de l’empreinte et débouchant dans la seconde zone de l’empreinte.To this end, the present document relates to a mold for a method of manufacturing a foundry ceramic core intended to form at least part of a blade, the mold comprising a cavity, the cavity comprising a first zone intended to form a first zone of the core and a second zone intended to form a second zone of the core, the said zones of the cavity being offset from one another, the mold comprising at least one main supply channel opening into the first zone of the cavity and a housing connecting the first and second zones, said housing being intended to allow the insertion of a connecting rod connecting the first and second zones of the core, characterized in that it comprises at least two auxiliary channels supply extending on either side of the first zone of the cavity and opening into the second zone of the cavity.
Ainsi, lors de la fabrication du noyau à l’aide du moule précité, une tige de liaison est logée dans le logement correspondant et de la pâte de céramique ou barbotine est amenée dans l’empreinte du moule à la fois par le canal principal et par les canaux auxiliaires. La seconde zone de l’empreinte est ainsi remplie au travers des canaux auxiliaires, et non pas au travers d’un canal de liaison de faible section reliant les première et seconde zones, comme cela est le cas dans l’art antérieur.Thus, during the manufacture of the core using the aforementioned mold, a connecting rod is housed in the corresponding housing and ceramic paste or slip is brought into the cavity of the mold both through the main channel and through the auxiliary channels. The second zone of the cavity is thus filled through the auxiliary channels, and not through a connecting channel of small section connecting the first and second zones, as is the case in the prior art.
La présence des canaux auxiliaires permet de se dispenser d’un canal de liaison reliant les première et seconde zones de l’empreinte. On évite ainsi tous les inconvénients précités, liés à la présence d’un tel canal de liaison.The presence of the auxiliary channels makes it possible to dispense with a connecting channel connecting the first and second zones of the cavity. This avoids all the aforementioned drawbacks, linked to the presence of such a connecting channel.
Le fait que les canaux auxiliaires soient situés de part et d’autre de la première zone de l’empreinte permet d’équilibrer les contraintes mécaniques sur la tige de liaison afin de réduire les composantes des efforts de cisaillement et de flexion, dans le but de réduire le risque de rupture de la tige de liaison. De plus, un tel équilibrage des contraintes mécaniques permet de limiter les déformations et donc d’améliorer les spécifications dimensionnelles de la partie fonctionnelle du noyau, c’est-à-dire de la partie du noyau destinée à délimiter au moins une zone en creux de l’aube à réaliser.The fact that the auxiliary channels are located on either side of the first zone of the cavity makes it possible to balance the mechanical stresses on the connecting rod in order to reduce the components of the shearing and bending forces, with the aim to reduce the risk of breakage of the connecting rod. In addition, such a balancing of the mechanical stresses makes it possible to limit the deformations and therefore to improve the dimensional specifications of the functional part of the core, that is to say of the part of the core intended to delimit at least one hollow zone of dawn to achieve.
Lors de la fabrication du noyau, la tige est ainsi soumise principalement à des efforts dirigés selon l’axe de la tige et non plus à des contraintes de flexion, comme cela est le cas dans l’art antérieur.During the manufacture of the core, the rod is thus subjected mainly to forces directed along the axis of the rod and no longer to bending stresses, as is the case in the prior art.
Le fait qu’il est possible de définir des sections d’alimentation importantes pour les canaux auxiliaires permet également de limiter les taux de cisaillement durant l’injection de la pâte.The fact that it is possible to define large supply sections for the auxiliary channels also makes it possible to limit the shear rates during the injection of the paste.
Le canal auxiliaire peut comporter une première extrémité débouchant dans une zone d’alimentation commune aux deux canaux auxiliaires, ladite zone d’alimentation commune débouchant dans la seconde zone de l’empreinte.The auxiliary channel may include a first end opening into a supply zone common to the two auxiliary channels, said common supply zone opening into the second zone of the cavity.
La zone d’alimentation commune peut comporter une zone de rétrécissement de sa section au niveau de son extrémité débouchant dans la seconde zone de l’empreinte.The common feed zone may comprise a narrowing zone of its section at the level of its end opening into the second zone of the cavity.
Une telle caractéristique permet notamment, après moulage du noyau, de faciliter la séparation du noyau et de la partie en céramique formée par la zone commune et par les canaux auxiliaires. La zone de rétrécissement peut ainsi former une zone ruptible.Such a characteristic makes it possible in particular, after molding of the core, to facilitate the separation of the core and of the ceramic part formed by the common zone and by the auxiliary channels. The constriction zone can thus form a rupture zone.
Chaque canal auxiliaire peut comporter une seconde extrémité débouchant dans le canal principal d’alimentation.Each auxiliary channel may have a second end opening into the main supply channel.
Chaque canal auxiliaire peut avoir une section de forme globalement circulaire afin de réduire la vitesse de refroidissement de la pâte, la forme cylindrique présentant le plus faible ratio entre surface d'échange avec le moule et volume.Each auxiliary channel may have a section of generally circular shape in order to reduce the cooling rate of the paste, the cylindrical shape having the lowest ratio between surface area for exchange with the mold and volume.
Le moule peut comporter une première coquille et une seconde coquille délimitant chacune une partie de l’empreinte, lesdites coquilles étant aptes à être plaquées l’une sur l’autre au niveau d’un plan de joint du moule, les canaux auxiliaires s’étendant, au moins en partie, le long du plan de joint.The mold may comprise a first shell and a second shell each delimiting a part of the cavity, said shells being able to be pressed against each other at a parting plane of the mold, the auxiliary channels extending, at least in part, along the joint plane.
Une telle caractéristique permet de faciliter le démoulage de l’ensemble formé par le noyau et les parties en céramique formées par le canal principal et les canaux auxiliaires.Such a characteristic facilitates the demolding of the assembly formed by the core and the ceramic parts formed by the main channel and the auxiliary channels.
Le terme plan de joint ne définit pas nécessairement un plan en tant que tel, comme cela est connu de l’état de la technique. En effet, le plan de joint peut notamment comporter des portions décalées les unes par rapport aux autres ou formant des angles entres elles.The term parting plane does not necessarily define a plane as such, as is known from the state of the art. Indeed, the joint plane may in particular comprise portions offset relative to each other or forming angles between them.
La section de chaque canal auxiliaire est comprise entre 40 et 80 % de la section du canal principal d’alimentation.The section of each auxiliary channel is between 40 and 80% of the section of the main supply channel.
La somme des sections des canaux auxiliaires est comprise entre 80 et 120 % de la section du canal principal d’alimentation.The sum of the sections of the auxiliary channels is between 80 and 120% of the section of the main supply channel.
Une telle caractéristique permet de contrôler le débit de remplissage de la première zone de l’empreinte par rapport à la seconde zone de l’empreinte lors du coulage ou de l’injection de la pâte de céramique ou barbotine.Such a characteristic makes it possible to control the filling rate of the first zone of the impression relative to the second zone of the impression during the casting or the injection of the ceramic paste or slip.
Le présent document concerne également un procédé de fabrication d’un noyau en céramique à l’aide d’un moule du type précité, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes consistant à :
- couler ou injecter une barbotine ou une pâte à base de céramique dans l’empreinte au travers du canal principal et des canaux auxiliaires,
- procéder à une solidification de la barbotine,
- démouler l’ensemble obtenu par solidification de la barbotine et comprenant le noyau,
- procéder à une élimination du liant de la barbotine, par exemple par traitement thermique, puis à une consolidation des particules céramiques de la barbotine, par exemple par cuisson ou frittage, de manière à former un ensemble en céramique comportant le noyau, au moins une première zone en céramique et au moins une seconde zone en céramique formées respectivement par le canal principal et les canaux auxiliaires,
- séparer le noyau du reste dudit ensemble.This document also relates to a process for manufacturing a ceramic core using a mold of the aforementioned type, characterized in that it comprises the steps consisting in:
- pour or inject a slip or a ceramic-based paste into the impression through the main channel and the auxiliary channels,
- carry out a solidification of the slip,
- unmold the assembly obtained by solidification of the slip and comprising the core,
- removing the binder from the slip, for example by heat treatment, then consolidating the ceramic particles of the slip, for example by firing or sintering, so as to form a ceramic assembly comprising the core, at least one first ceramic zone and at least one second ceramic zone formed respectively by the main channel and the auxiliary channels,
- Separate the core from the rest of said assembly.
Lors d’un tel procédé, la barbotine/pâte peut être coulée ou injectée dans l’empreinte. La barbotine est répartie entre le canal principal et les deux canaux auxiliaires et débouche dans la première zone par le canal principal et dans la seconde zone de l’empreinte par les canaux auxiliaires.During such a process, the slip/paste can be poured or injected into the impression. The slip is distributed between the main channel and the two auxiliary channels and emerges in the first zone through the main channel and in the second zone of the cavity through the auxiliary channels.
Brève description des figuresBrief description of figures
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
Les figures 7, 8, 9 illustrent différentes étapes successives de remplissage d’une empreinte 40 d’un moule 34 selon le présent document, lors de la réalisation d’un noyau 26 en céramique. L’empreinte 40 s’étend selon un axe référencé Y sur les figures.Figures 7, 8, 9 illustrate different successive steps of filling a cavity 40 of a mold 34 according to this document, during the production of a ceramic core 26. The recess 40 extends along an axis referenced Y in the figures.
Le moule 34 comporte deux coquilles 36 aptes à être plaquées l’une contre l’autre au niveau d’un plan de joint 38, les deux coquilles 36 délimitant l’empreinte 40 du noyau 26 à réaliser.The mold 34 comprises two shells 36 adapted to be pressed against each other at a joint plane 38, the two shells 36 delimiting the cavity 40 of the core 26 to be produced.
L’empreinte 40 comporte une première zone 42 et une seconde zone 44 reliées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’un logement 46, ledit logement 46 étant destiné à permettre l’insertion d’une tige de liaison 52 reliant les première et seconde zones 28, 30 du noyau 26.The cavity 40 comprises a first zone 42 and a second zone 44 connected to each other via a housing 46, said housing 46 being intended to allow the insertion of a connecting rod 52 connecting the first and second zones 28, 30 of the core 26.
La première zone comporte un pied ou une jambe 48 située à l’opposé de la tige de liaison 52. Le pied 48 est relié à un canal d’alimentation principal 49, la zone d’interface entre le pied 48 et le canal 49 étant représentée par un trait pointillé 49a.The first zone comprises a foot or a leg 48 located opposite the connecting rod 52. The foot 48 is connected to a main supply channel 49, the interface zone between the foot 48 and the channel 49 being represented by a dotted line 49a.
Le moule 34 comporte de plus deux canaux auxiliaires d’alimentation 54, s’étendant de part et d’autre du canal principal 49 et de l’empreinte 40. Une première extrémité 54a de chaque canal auxiliaire 54 débouche dans une zone d’alimentation 56 commune aux deux canaux auxiliaires 54, ladite zone d’alimentation commune 56 débouchant elle-même dans la seconde zone 44 de l’empreinte 40. Une seconde extrémité 54b de chaque canal auxiliaire 54 débouche en outre dans le canal principal 49, à proximité de la zone d’interface 49a.The mold 34 further comprises two auxiliary supply channels 54, extending on either side of the main channel 49 and of the cavity 40. A first end 54a of each auxiliary channel 54 opens into a supply zone 56 common to the two auxiliary channels 54, said common supply zone 56 itself opening into the second zone 44 of the cavity 40. A second end 54b of each auxiliary channel 54 also opens into the main channel 49, near of the interface zone 49a.
La zone d’alimentation commune 56 s’étend selon l’axe Y et présente une zone de rétrécissement 56a débouchant dans la seconde zone 44 de l’empreinte 40. La section de ladite zone de rétrécissement 56a selon un plan perpendiculaire à l’axe Y est inférieure à la section générale de chaque canal auxiliaire 54.The common supply zone 56 extends along the Y axis and has a constriction zone 56a opening into the second zone 44 of the cavity 40. The section of said constriction zone 56a along a plane perpendicular to the axis Y is less than the general section of each auxiliary channel 54.
Les canaux auxiliaires 54 ont chacun une section de forme globalement circulaire. La section de chaque canal auxiliaire peut être relativement constante d’une extrémité 54a à l’autre 54b.The auxiliary channels 54 each have a section of generally circular shape. The section of each auxiliary channel can be relatively constant from one end 54a to the other 54b.
La section de chaque canal auxiliaire peut être comprise entre 40 et 80 % de la section du canal principal d’alimentation. La somme des sections des canaux auxiliaires peut être comprise entre 80 et 120 % de la section du canal principal d’alimentation.The section of each auxiliary channel can be between 40 and 80% of the section of the main supply channel. The sum of the sections of the auxiliary channels can be between 80 and 120% of the section of the main supply channel.
Le canal principal 48 et les deux canaux auxiliaires 54 s’étendent chacun le long du plan de joint 38. Le plan de joint 38 du moule 34 peut être plan ou être formé de portions planes décalées les unes des autres et/ou formant des angles les unes avec les autres.The main channel 48 and the two auxiliary channels 54 each extend along the parting plane 38. The parting plane 38 of the mold 34 can be flat or be formed of flat portions offset from each other and/or forming angles with each other.
Un tel moule 34 permet la réalisation d’un noyau 26 en céramique. Pour cela une pâte de céramique ou une barbotine est injectée sous pression dans le moule 34 au niveau de l’entrée 48b du moule 34. La barbotine ou pâte est répartie entre le canal principal 48 et les deux canaux auxiliaires 54 et débouche à la fois dans la première zone 42 et dans la seconde zone 44 de l’empreinte 40. On notera que la barbotine présente dans la première zone 42 et la barbotine présente dans la seconde zone 44 ne se rencontrent pas dans l’empreinte 40 car, contrairement à l’art antérieur, aucun canal de liaison 50 ne relie la première zone 42 et la seconde zone 44.Such a mold 34 allows the production of a ceramic core 26. For this, a ceramic paste or a slip is injected under pressure into the mold 34 at the level of the inlet 48b of the mold 34. The slip or paste is distributed between the main channel 48 and the two auxiliary channels 54 and emerges at the same time in the first zone 42 and in the second zone 44 of the cavity 40. It will be noted that the slip present in the first zone 42 and the slip present in the second zone 44 do not meet in the cavity 40 because, contrary to the prior art, no connecting channel 50 connects the first zone 42 and the second zone 44.
Une fois les deux zones 42, 44 de l’empreinte 40 remplies de barbotine, on procède ensuite à sa solidification, par exemple par cuisson, de manière à former un ensemble en céramique 58 (figure 10) comportant le noyau 26 et des parties en céramique 49c, 54c formées respectivement par le canal principal 49 et les deux canaux auxiliaires 54.Once the two zones 42, 44 of the impression 40 have been filled with slip, it is then solidified, for example by firing, so as to form a ceramic assembly 58 (FIG. 10) comprising the core 26 and parts in ceramic 49c, 54c formed respectively by the main channel 49 and the two auxiliary channels 54.
Le moule 34 est ensuite ouvert de manière à libérer l’ensemble 58.The mold 34 is then opened so as to release the assembly 58.
On procède ensuite à une élimination du liant de la barbotine de l’ensemble 58, par exemple par traitement thermique, puis à une consolidation des particules céramiques de la barbotine, par exemple par cuisson ou frittage.The binder is then removed from the slip of the assembly 58, for example by heat treatment, then by consolidation of the ceramic particles of the slip, for example by firing or sintering.
Le noyau 26 est alors séparé du reste dudit ensemble 58. La zone de rétrécissement, 56a favorise une telle séparation.Core 26 is then separated from the rest of said assembly 58. Shrinkage zone 56a promotes such separation.
Le noyau 26 en céramique peut ensuite être utilisé pour la réalisation d’une aube métallique 1 par moulage, comme cela est connu en soi.The ceramic core 26 can then be used to produce a metal blade 1 by molding, as is known per se.
Lors d’un moulage de l’aube 1, la première zone 28 du noyau 26 forme des cavités ou canaux destinés à former au moins une partie du circuit de refroidissement de l’aube 1. Par ailleurs, lors du moulage de l’aube 1, la seconde zone 30 du noyau 26 est destinée à former la baignoire 18 de l’aube 1.During molding of the blade 1, the first zone 28 of the core 26 forms cavities or channels intended to form at least part of the cooling circuit of the blade 1. Moreover, during the molding of the blade 1, the second zone 30 of the core 26 is intended to form the tub 18 of the blade 1.
Claims (9)
- couler ou injecter une barbotine ou une pâte à base de céramique dans l’empreinte (40) au travers du canal principal (48) et des canaux auxiliaires (54),
- procéder à une solidification de la barbotine,
- démouler l’ensemble obtenu par solidification de la barbotine et comprenant le noyau,
- procéder à une élimination du liant de la barbotine, par exemple par traitement thermique, puis à une consolidation des particules céramiques de la barbotine, par exemple par cuisson ou frittage, de manière à former un ensemble en céramique (58) comportant le noyau (26), au moins une première zone en céramique (49c) et au moins une seconde zone en céramique (54c) formées respectivement par le canal principal (49) et les canaux auxiliaires (54),
- séparer le noyau (26) du reste dudit ensemble (58).Process for manufacturing a ceramic core (26) using a mold (34) according to one of Claims 1 to 8, characterized in that it comprises the steps consisting in:
- pouring or injecting a slip or a ceramic-based paste into the impression (40) through the main channel (48) and the auxiliary channels (54),
- carry out a solidification of the slip,
- unmold the assembly obtained by solidification of the slip and comprising the core,
- removing the binder from the slip, for example by heat treatment, then consolidating the ceramic particles of the slip, for example by firing or sintering, so as to form a ceramic assembly (58) comprising the core ( 26), at least a first ceramic zone (49c) and at least a second ceramic zone (54c) formed respectively by the main channel (49) and the auxiliary channels (54),
- separating the core (26) from the rest of said assembly (58).
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