FR3118894A1 - Method of manufacturing a turbomachine blade by additive manufacturing, the trailing edge of the blade having a flat - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication d’une aube (10) de turbomachine par fabrication additive, dans lequel on fabrique un support provisoire d’aube (14), on fabrique un corps d’aube (12) comprenant un bord de fuite (12A) présentant un méplat (M), en commençant par le bord de fuite (12A), le méplat (M) reposant sur le support provisoire d’aube (14), et on retire le support provisoire d’aube (14) après avoir fabriqué le corps d’aube (12). Figure pour l’abrégé : Fig. 1.Method for manufacturing a turbine engine blade (10) by additive manufacturing, in which a temporary blade support (14) is manufactured, a blade body (12) is manufactured comprising a trailing edge (12A) having a flat (M), starting with the trailing edge (12A), the flat (M) resting on the temporary blade support (14), and the temporary blade support (14) is removed after having manufactured the body dawn (12). Figure for abstract: Fig. 1.
Description
Le présent exposé concerne un procédé de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive. Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine comprenant une telle aube par fabrication additive.This presentation concerns a process for manufacturing a turbomachine blade by additive manufacturing. This presentation also relates to a method for manufacturing an annular sector of a turbomachine stator comprising such a blade by additive manufacturing.
Les procédés connus de fabrication d’une aube de turbomachine par fabrication additive, par exemple par fusion laser d’un lit de poudre métallique, demandent généralement des opérations de finition/traitement de surface, par exemple des ajustages et/ou des polissages afin d’obtenir une surface ayant une rugosité prédéterminée. Toutefois, ces étapes sont longues et onéreuses. Il existe donc un besoin en ce sens.Known methods for manufacturing a turbomachine blade by additive manufacturing, for example by laser melting of a bed of metal powder, generally require finishing/surface treatment operations, for example adjustments and/or polishing in order to obtaining a surface having a predetermined roughness. However, these steps are long and expensive. So there is a need for that.
Un mode de réalisation concerne un procédé de fabrication d’une aube de turbomachine, dans lequel on fabrique un support provisoire d’aube, on fabrique un corps d’aube comprenant un bord de fuite présentant un méplat, en commençant par le bord de fuite, le méplat reposant sur le support provisoire d’aube, et on retire le support provisoire d’aube après avoir fabriqué le corps d’aube.One embodiment relates to a method of manufacturing a turbine engine blade, in which a temporary blade support is manufactured, a blade body comprising a trailing edge having a flat is manufactured, starting with the trailing edge , the flat resting on the temporary blade support, and the temporary blade support is removed after having manufactured the blade body.
Par exemple, la fabrication additive peut être une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre ou par dépôt de fil fondu. De telles fabrications sont connues en tant que telles, et ne sont pas décrites plus en détail.For example, additive manufacturing can be additive manufacturing by laser melting of a powder bed or by deposition of molten wire. Such manufactures are known as such, and are not described in more detail.
Par la suite et sauf indication contraire, par « support » on entend « support provisoire d’aube ». Par la suite, et sauf indication contraire, par « aube » on entend « corps d’aube ». Le corps d’aube comprend par exemple un profil aérodynamique d’aube (par ex. une portion présentant un intrados, un extrados, un bord d’attaque et un bord de fuite). L’aube finalement obtenue, comprenant le corps d’aube, peut-être une aube mobile ou une aube fixe.Thereafter and unless otherwise indicated, by "support" is meant "temporary blade support". Hereafter, and unless otherwise specified, “blade” means “blade body”. The blade body comprises for example an aerodynamic blade profile (for example a portion having a lower surface, an upper surface, a leading edge and a trailing edge). The blade finally obtained, including the blade body, may be a moving blade or a fixed blade.
On comprend qu’on fabrique l’aube, en s’appuyant sur le support, et en commençant par le bord de fuite. En d’autres termes, on fabrique l’aube en partant du bord de fuite et en finissant par le bord d’attaque, et en progressant depuis le bord de fuite vers le bord d’attaque. Par exemple, la progression de la fabrication est verticale (i.e. orientée selon la gravité), de sorte que le poids de l’aube est repris par le support.We understand that we make the blade, leaning on the support, and starting with the trailing edge. In other words, the blade is made starting from the trailing edge and ending with the leading edge, and progressing from the trailing edge to the leading edge. For example, the manufacturing progress is vertical (i.e. oriented according to gravity), so that the weight of the blade is taken up by the support.
Le bord de fuite comprend un méplat. En d’autres termes, selon le présent exposé l’intrados et l’extrados sont joints géométriquement par un bord de fuite formé par une surface sensiblement plane. Les bords de fuite connus de l’état de la technique sont classiquement formés par une ligne, la jonction géométrique entre l’intrados et l’extrados étant linéaire.The trailing edge includes a flat. In other words, according to the present presentation, the lower surface and the upper surface are geometrically joined by a trailing edge formed by a substantially flat surface. The trailing edges known from the state of the art are conventionally formed by a line, the geometric junction between the lower surface and the upper surface being linear.
Après avoir fabriqué l’aube, on retire le support, par exemple avec une meuleuse. On peut utiliser tout autre moyen adéquat pour retirer le support. Selon un autre exemple, la liaison entre le support et le bord de fuite est configurée pour être sécable à la simple force de la main ou à l’aide d’un outil manuel, tel qu’une pince ou un levier.After having manufactured the blade, the support is removed, for example with a grinder. Any other suitable means can be used to remove the support. According to another example, the connection between the support and the trailing edge is configured to be separable with the simple force of the hand or using a manual tool, such as pliers or a lever.
Le bord de fuite présentant un méplat, les exigences vis-à-vis de l’état de surface du méplat peuvent être moins strictes, du point de vue aérodynamique, que sur les bords de fuites des aubes connues de l’état de la technique. Aussi, lorsqu’on retire le support, on peut éviter tout ou partie des opérations de finition/traitement de surface de l’état de la technique. Par exemple, un retirant le support avec une meuleuse, l’état de surface résultant peut être suffisant et ne pas nécessiter d’autre opération. Selon un autre exemple, si la liaison est sécable à la main, l’état de surface obtenu après le retrait du support peut être laissé tel quel ou bien simplement ébarbé, par exemple à l’aide d’une lime ou d’une meuleuse.The trailing edge having a flat, the requirements vis-à-vis the surface condition of the flat may be less strict, from the aerodynamic point of view, than on the trailing edges of the blades known from the state of the art . Also, when the support is removed, it is possible to avoid all or part of the finishing/surface treatment operations of the state of the art. For example, removing the support with a grinder, the resulting surface finish may be sufficient and not require further operation. According to another example, if the bond can be cut by hand, the surface condition obtained after removal of the support can be left as it is or else simply deburred, for example using a file or a grinder. .
Dans certains modes de réalisation, l’aube présente une direction de hauteur s’étendant entre un pied d’aube et une tête d’aube, le support provisoire d’aube présentant une largeur transverse à la direction de hauteur comprise entre 1.8mm et 2.2mm, par exemple 2.0mm.In some embodiments, the blade has a height direction extending between a blade root and a blade tip, the temporary blade support having a width transverse to the height direction of between 1.8 mm and 2.2mm, for example 2.0mm.
Par exemple, la direction transverse peut correspondre à la direction circonférentielle du secteur annulaire ou de la roue à aube au sein duquel est montée l’aube, mais pas nécessairement.For example, the transverse direction may correspond to the circumferential direction of the annular sector or of the paddle wheel within which the blade is mounted, but not necessarily.
Dans certains modes de réalisation, le support provisoire d’aube est relié au corps d’aube via une liaison, la liaison étant alvéolaire.In certain embodiments, the temporary blade support is connected to the blade body via a connection, the connection being cellular.
Une liaison alvéolaire peut être une liaison discontinue et/ou présentant une ou plusieurs zones de faiblesse facilitant la rupture de la liaison et la séparation du support du bord de fuite. Une telle liaison peut faciliter l’opération de retrait du support, par exemple manuel ou à l’aide d’un outil tel qu’une meuleuse.A honeycomb connection can be a discontinuous connection and/or having one or more zones of weakness facilitating the breaking of the connection and the separation of the support from the trailing edge. Such a connection can facilitate the operation of removing the support, for example manually or using a tool such as a grinder.
Dans certains modes de réalisation, l’aube présente une direction de hauteur s’étendant entre un pied d’aube et une tête d’aube, le méplat s’étendant selon la direction de hauteur et selon une direction transverse à la direction de hauteur.In some embodiments, the blade has a height direction extending between a blade root and a blade tip, the flat extending along the height direction and in a direction transverse to the height direction .
Dans certains modes de réalisation, l’aube présente une direction de hauteur s’étendant entre un pied d’aube et une tête d’aube, la largeur du méplat selon une direction transverse à la direction de hauteur étant inférieure ou égale à 2.2 mm, par exemple inférieure ou égale à 2.0mm.In some embodiments, the blade has a height direction extending between a blade root and a blade tip, the width of the flat in a direction transverse to the height direction being less than or equal to 2.2 mm , for example less than or equal to 2.0mm.
Par exemple, la direction transverse peut correspondre à la direction circonférentielle du secteur annulaire ou de la roue à aube au sein duquel est montée l’aube, mais pas nécessairement.For example, the transverse direction may correspond to the circumferential direction of the annular sector or of the paddle wheel within which the blade is mounted, but not necessarily.
Dans certains modes de réalisation, la fabrication additive est une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre, par exemple métallique, ou par dépôt de fil, par exemple métallique, fondu.In some embodiments, additive manufacturing is additive manufacturing by laser melting of a bed of powder, for example metallic, or by deposition of wire, for example metallic, molten.
Un mode de réalisation concerne un procédé de fabrication d’un secteur annulaire de redresseur de turbomachine par fabrication additive, le secteur annulaire comprenant au moins une aube de turbomachine, dans lequel la au moins une aube de turbomachine est fabriquée selon un procédé de fabrication d’une aube de turbomachine selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé.One embodiment relates to a method for manufacturing an annular sector of a turbomachine stator by additive manufacturing, the annular sector comprising at least one turbomachine blade, in which the at least one turbomachine blade is manufactured according to a manufacturing process of a turbomachine blade according to any one of the embodiments described in this presentation.
Dans certains modes de réalisation, la fabrication additive est une fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre, par exemple métallique, ou par dépôt de fil, par exemple métallique, fondu.In some embodiments, additive manufacturing is additive manufacturing by laser melting of a bed of powder, for example metallic, or by deposition of wire, for example metallic, molten.
L’objet du présent exposé et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :The object of this presentation and its advantages will be better understood on reading the detailed description given below of various embodiments given by way of non-limiting examples. This description refers to the pages of appended figures, on which:
Les figures 1 et 2 représentent un secteur annulaire de redresseur de turbomachine 100, en court de fabrication, par exemple par fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre métallique ou par dépôt de fil métallique fondu. Dans cet exemple, le secteur annulaire 100 présente deux aubes 10. Selon une variante, le secteur annulaire 100 peut comprendre plus de deux aubes 10. Ce qui suit s’applique également à la fabrication d’une aube seule, indépendamment du secteur d’anneau, et pour tout type d’aube.FIGS. 1 and 2 represent an annular sector of a turbomachine rectifier 100, being manufactured, for example by additive manufacturing by laser fusion of a bed of metal powder or by deposition of molten metal wire. In this example, the annular sector 100 has two blades 10. According to a variant, the annular sector 100 can comprise more than two blades 10. What follows also applies to the manufacture of a single blade, independently of the sector of ring, and for any type of alb.
Le secteur annulaire 100 présente une direction axiale A, une direction radiale R, et une direction circonférentielle C.The annular sector 100 has an axial direction A, a radial direction R, and a circumferential direction C.
Chaque aube 10 présente un corps d’aube 12, le corps d’aube 12 présentant un bord de fuite 12A présentant un méplat M (voir
Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, lors de la fabrication du corps 12 des aubes 10 par fabrication additive, on fabrique d’abord un support provisoire d’aube 14 par aube 10. On fabrique ensuite chaque corps d’aube 12, en commençant par le bord de fuite 12A, le méplat M reposant sur le support 14. La flèche G sur les figures 1 et 2 représente la gravité et l’orientation du poids. La phase de fabrication additive des corps d’aube 12, et plus généralement des aubes 10 et/ou du secteur annulaire 100, progresse dans le sens opposé à la flèche G, du bord de fuite 12A vers le bord d’attaque 12B. En d’autres termes, dans cet exemple, on fabrique les aubes 10, et plus généralement le secteur annulaire 100, selon la direction axiale A, en commençant par le côté du bord de fuite des aubes 10.As can be seen in FIGS. 1 and 2, during the manufacture of the body 12 of the blades 10 by additive manufacturing, a temporary blade support 14 is first manufactured per blade 10. Each blade body 12 is then manufactured. , beginning with the trailing edge 12A, the flat M resting on the support 14. The arrow G in Figures 1 and 2 represents gravity and the orientation of the weight. The phase of additive manufacturing of the blade bodies 12, and more generally of the blades 10 and/or of the annular sector 100, progresses in the opposite direction to the arrow G, from the trailing edge 12A towards the leading edge 12B. In other words, in this example, the blades 10, and more generally the annular sector 100, are manufactured in the axial direction A, starting with the side of the trailing edge of the blades 10.
Le support provisoire d’aube 14 présente une largeur L1 transverse à la direction de hauteur H comprise entre 1.8mm et 2.2mm, par exemple 2.0mm. Dans cet exemple, la direction transverse à la direction de hauteur H correspond à la direction circonférentielle C du secteur annulaire 100.The temporary blade support 14 has a width L1 transverse to the height direction H of between 1.8mm and 2.2mm, for example 2.0mm. In this example, the direction transverse to the direction of height H corresponds to the circumferential direction C of the annular sector 100.
Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le support 14 est relié au corps d’aube 12 par une liaison 14A alvéolaire, cette liaison étant symbolisée par un trait discontinu.As shown in Figures 1 and 2, the support 14 is connected to the blade body 12 by a honeycomb connection 14A, this connection being symbolized by a broken line.
Lorsque le corps d’aube 12, et plus généralement l’aube 10 ou le secteur 100, a été formé par fabrication additive, on retire le support 14 de chaque aube 10. On obtient ainsi le secteur annulaire 100 tel que représenté sur la
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, it is obvious that modifications and changes can be made to these examples without departing from the general scope of the invention as defined by the claims. In particular, individual features of the different illustrated/mentioned embodiments can be combined in additional embodiments. Accordingly, the description and the drawings should be considered in an illustrative rather than restrictive sense.
Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.It is also obvious that all the characteristics described with reference to a method can be transposed, alone or in combination, to a device, and conversely, all the characteristics described with reference to a device can be transposed, alone or in combination, to a method.
Claims (8)
- on fabrique un support provisoire d’aube (14),
- on fabrique un corps d’aube (12) comprenant un bord de fuite (12A) présentant un méplat (M), en commençant par le bord de fuite (12A), le méplat (M) reposant sur le support provisoire d’aube (14), et
- on retire le support provisoire d’aube (14) après avoir fabriqué le corps d’aube (12).Method of manufacturing a turbine engine blade (10) by additive manufacturing, in which:
- a temporary blade support (14) is manufactured,
- manufacturing a blade body (12) comprising a trailing edge (12A) having a flat (M), starting with the trailing edge (12A), the flat (M) resting on the temporary blade support (14), and
- the temporary blade support (14) is removed after having manufactured the blade body (12).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
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| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220722 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240905 |