本發(fā)明涉及通過(guò)失蠟鑄造技術(shù)來(lái)集群制造飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的具有葉片的元件的領(lǐng)域。每個(gè)具有葉片的元件可以是包括多個(gè)葉片的部分，例如低壓分配器部分，或者是單獨(dú)的葉片，例如活動(dòng)式壓縮機(jī)或渦輪葉輪葉片。

本發(fā)明更具體地涉及呈集群形式的殼模的制造，其中，金屬被用于澆鑄在殼模中以獲得渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的具有葉片的元件。

本發(fā)明涉及所有類型的飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，已知使用失蠟鑄造技術(shù)來(lái)同時(shí)制造飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)具有葉片的元件，例如活動(dòng)式葉片。這種技術(shù)例如在文獻(xiàn)FR 2 985 924中被描述。

作為提示，失蠟精密鑄造法包括通過(guò)注入到工具中而在蠟中產(chǎn)生所尋求的每個(gè)具有葉片的元件的型模。將這些型模組裝在同樣由蠟制成的鑄造臂上，所述鑄造臂進(jìn)而連接到由蠟制成的金屬分配器，以使得能夠產(chǎn)生集群(cluster)，該集群隨后被浸漬到不同的物質(zhì)中以便圍繞集群形成具有基本均勻的厚度的陶瓷殼模。

該方法接下來(lái)使蠟熔化，蠟隨后在陶瓷中留下其精密模印(imprint)，熔融金屬經(jīng)由被組裝在金屬分配器上的鑄造杯而被澆注到該精密模印中。在金屬冷卻之后，殼模被破壞并且金屬部件被分離并被精加工。

該技術(shù)提供了尺寸精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，使得能夠減少或者甚至去除一些機(jī)械加工。此外，它提供了非常好的表面光潔度。

在實(shí)踐中，殼模不僅圍繞蠟型模被創(chuàng)建，還圍繞組裝有該型模的鑄造杯被創(chuàng)建。該型模通常具有位于蓋上的端部表面，該表面在穿過(guò)用于使殼模固化的干燥烘道期間面向下方。在干燥期間，在烘道中移動(dòng)的組件經(jīng)受振動(dòng)。由于這些振動(dòng)以及殼模的覆蓋杯的蓋的部分的較大的質(zhì)量，頻繁地觀察到殼模塊體的掉落。這些塊體隨后在底部上被發(fā)現(xiàn)，并且需要被移除，例如通過(guò)使用成本較高的傳送帶來(lái)移除。替代性地，為了將這些塊移除到設(shè)備外部，可能會(huì)執(zhí)行頻繁的清潔操作。然而，這些操作成本較高，并且容易涉及到健康、安全以及環(huán)境方面的風(fēng)險(xiǎn)(SSE風(fēng)險(xiǎn))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)施例至少部分地解決上述的缺點(diǎn)。

為此，本發(fā)明首先涉及制造殼模的方法，所述殼模用于通過(guò)失蠟鑄造來(lái)生產(chǎn)飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的具有葉片的元件，呈集群形式的所述殼模包括多個(gè)具有葉片的殼模元件，每個(gè)具有葉片的殼模元件意在獲得所述具有葉片的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)元件中的一個(gè)，所述方法包括以下步驟：

a)創(chuàng)建組件，殼模圍繞該組件形成，該組件包括蠟型模以及用于隨后形成用于澆注金屬的杯的裝置，所述裝置具有端部表面；

b)圍繞所述組件的至少一部分沉積熱蠟涂覆層，使得所述涂覆層覆蓋用于隨后形成用于澆注金屬的杯的裝置的端部表面的至少一部分，；以及

c)圍繞所述組件形成殼模。

根據(jù)本發(fā)明，該方法在步驟b)和步驟c)之間進(jìn)一步包括：實(shí)施構(gòu)建涂覆層的步驟，該步驟用于加強(qiáng)該層與待形成的殼模之間的粘附，并且該步驟包括在仍可延展的涂覆層上產(chǎn)生凹部和突起。

同樣地，本發(fā)明進(jìn)行了巧妙地設(shè)想，以在涂覆層被沉積之后對(duì)涂覆層進(jìn)行構(gòu)建，惻然產(chǎn)生凸起的表面，該凸起的表面有利于圍繞該涂覆層形成的殼模的良好的粘附。

因此，殼模塊掉落的風(fēng)險(xiǎn)大大減少。由于這個(gè)原因，不再需要使用昂貴的構(gòu)件來(lái)移除掉落在底部上的塊，例如不再需要使用現(xiàn)有技術(shù)中提議的傳送帶。有利地，這使得實(shí)施用于制造殼模的方法的設(shè)備的成本減小。

此外，本發(fā)明可單獨(dú)或組合地具有至少一個(gè)以下可選的特征：

用于構(gòu)建涂覆層的步驟通過(guò)以下方式實(shí)施：將多個(gè)模印元件插入到所述仍可延展的涂覆層中，使得圍繞模印元件形成所述突起，隨后將模印元件移除以顯露凹部，每個(gè)凹部被所述突起中的一個(gè)所圍繞。

模印元件為栓柱，優(yōu)選地，該栓柱具有外表面頭部，該外表面頭部具有大致球形的蓋的形狀，例如一般為半球形的形狀。

每個(gè)栓柱的最大外徑與裝置的端部表面的外徑之間的比值小于20。

栓柱的數(shù)量介于3和20之間。

用于構(gòu)建涂覆層的步驟通過(guò)從支撐構(gòu)件施加壓力來(lái)實(shí)施，該支撐構(gòu)件支承多個(gè)模印元件，所述模印元件抵靠所述仍可延展的涂覆層。所述壓力的施加通過(guò)移動(dòng)所述組件抵靠保持固定的支撐構(gòu)件來(lái)實(shí)施。替代性地，支撐構(gòu)件能夠移動(dòng)以便與涂覆層接觸，而不脫離本發(fā)明的范圍。

用于圍繞所述組件形成殼模的步驟包括至少一次干燥操作，該至少一次干燥操作至少部分地利用面向下方的所述端部表面執(zhí)行，并且優(yōu)選地利用圍繞組件的所述殼模執(zhí)行，所述殼模在干燥站內(nèi)部移動(dòng)。

用于形成殼模的步驟通過(guò)浸漬涂覆來(lái)執(zhí)行。

本發(fā)明還涉及用于通過(guò)失蠟鑄造法制造飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)具有葉片的元件的方法，該方法包括通過(guò)使用上述的方法來(lái)生產(chǎn)殼模，接下來(lái)在殼模中進(jìn)行金屬鑄造。

本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和特征將通過(guò)以下非限制性的詳細(xì)說(shuō)明呈現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

本說(shuō)明書將參考附圖來(lái)給出，在附圖中：

-圖1示出了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的具有葉片的元件的透視圖，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的具有葉片的元件通過(guò)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)獲得，所述具有葉片的元件呈活動(dòng)式高壓渦輪葉片的形式；

-圖2示出了用于制造殼模的蠟型模的透視圖，該殼模用于通過(guò)失蠟鑄造來(lái)生產(chǎn)例如如圖1所示的葉片；

-圖3至圖10示意性地示出了用于制造殼模的方法的不同步驟；以及

-圖11示出了殼模的示意性視圖，該殼模通過(guò)實(shí)施之前附圖中示意性示出的制造方法而獲得。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，用于飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的活動(dòng)式高壓渦輪葉片1的示例被示出。通常，該葉片1包括從形成葉片根部的一個(gè)端部4延伸的葉片2，并且包括用于限定出主氣流射流的平臺(tái)8。

本發(fā)明的目的在于通過(guò)殼模制造出活動(dòng)式葉片1，該殼模通過(guò)使用本發(fā)明特定的方法來(lái)生產(chǎn)，現(xiàn)將參照?qǐng)D2至圖10對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明還可被應(yīng)用于活動(dòng)式壓縮機(jī)葉片的制造，或者被應(yīng)用于壓縮機(jī)或渦輪定子葉片的制造，所述壓縮機(jī)或渦輪定子葉片被單獨(dú)地生產(chǎn)或以包括多個(gè)葉片的部分被生產(chǎn)。

為了制造殼模，也被稱為復(fù)制物(replica)的蠟型模首先被創(chuàng)建，陶瓷殼模隨后圍繞蠟型模形成。

在圖2中，示出的蠟型模100相對(duì)于殼模被隨后填充有金屬的位置處于倒置位置。該倒置位置有利于蠟型模的不同構(gòu)成元件的組裝操作，下面將描述該組裝操作。

該型模100首先包括用于分配金屬的被標(biāo)記為12a的部分。該部分采用實(shí)心的回轉(zhuǎn)體、圓柱形或錐形的形狀，具有與蠟型模100的組件的中心軸線對(duì)齊的中心軸線14a。該軸線14a被豎直地定向，并且因此被認(rèn)為代表了高度的方向。該分配部分12a被直接附接到特定的工具16，該分配部分位于該特定的工具的上方。

部分12a以具有更大直徑的端部18a終止于頂部，從該端部徑向延伸出多個(gè)部分20a以形成多個(gè)鑄造臂。部分20a在這里的數(shù)量為三個(gè)，并圍繞軸線14a以120°分布。因此，每個(gè)部分20a包括第一端部21a，該第一端部被連接到分配部分12a的擴(kuò)大的端部18a，并且以筆直或略微彎曲的方式延伸到第二端部22a。

對(duì)于每個(gè)形成臂20a的部分來(lái)說(shuō)，可以設(shè)想位于分配部分12a以及部分20a的第二端部22a之間的蠟的/陶瓷的固定加強(qiáng)件23a。

此外，從每個(gè)第二端部22a處，圖1所示的渦輪葉片的蠟制復(fù)制物1a被附接。因此，該復(fù)制物1a包括葉片2a，該葉片2a從形成葉片根部的端部4a延伸，并且包括平臺(tái)8a。在圖2中，葉片復(fù)制物1a僅被示意性地示出。

應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管示出的復(fù)制物1a具有相對(duì)于圖3的位置的葉片2a被布置在底部的葉片根部4a，但該葉片根部4a可被替代性地布置在頂部，使得一旦殼模被倒置來(lái)澆鑄金屬，金屬僅能在經(jīng)過(guò)葉片部分之后到達(dá)根部。

蠟制葉片1a向上延伸，并圍繞軸線14a布置，并且還圍繞沿相同的軸線從分配部分12a的端部18a延伸出的中心蠟制支撐構(gòu)件24a布置。優(yōu)選地，該支撐構(gòu)件24a呈具有軸線14a的桿的形式，該桿向上延伸到葉片頭部2a的附近。

如在圖2中看到的，對(duì)于每個(gè)蠟制葉片1a，可以被設(shè)想位于中心支撐桿24a的上端部以及葉片頭部之間的蠟/陶瓷的固定加強(qiáng)件25a。類似地，蠟/陶瓷的固定加強(qiáng)件(未示出)可以將不同葉片1a的相鄰的葉片頭部互連。

蠟制葉片1a形成蠟制復(fù)制物100的外周壁。它們?cè)趫A周上彼此間隔開，并且限定出以軸線14a為中心的內(nèi)部空間，因此，中心支撐桿24a位于該內(nèi)部空間中。

如在圖3中示意性示出的，一旦蠟制復(fù)制物100已被生產(chǎn)，裝置32a被組裝在其上，用以在隨后形成用于將金屬澆注到殼模中的杯。裝置32a包括錐形元件34a，該錐形元件以軸線14a為中心并從小尺寸部分在底部逐漸擴(kuò)張，該小尺寸部分被剛性連接到分配部分12a的下端。優(yōu)選地，錐形元件34a被生產(chǎn)成中空的，并在其下端處通過(guò)蓋36a來(lái)封閉，蓋的外表面40a形成裝置32a的端部表面。替代性地，裝置32a可以在蠟中被生產(chǎn)為實(shí)心的，在將蠟型模100移除時(shí)該蠟隨后被移除。

可選地，加強(qiáng)元件42a可隨后被制造在裝置32a和臂20a之間。

蠟型模100和裝置32a共同形成組件200，殼模圍繞該組件形成。然而，在用于形成殼模的步驟之前，可設(shè)想用于沉積熱蠟涂覆層的步驟，如在圖4中示意性示出的那樣。該沉積步驟也被稱為“液封”。它用于液態(tài)熱蠟46的桶44中對(duì)組件200進(jìn)行局部地浸漬涂覆，以便使隨后形成的殼模能夠被良好地粘附。正如指示的，浸漬涂覆在這里被執(zhí)行以便使整個(gè)裝置32a浸入到熱蠟46中，以及可選地將蠟型模100的下部浸入到熱蠟中。另外，在該浸漬涂覆步驟之后，熱蠟涂覆層46覆蓋由裝置32a的蓋36a限定出的整個(gè)端部表面40a，如在圖5中示意性示出的那樣。熱蠟涂覆層46還覆蓋錐形元件34a的外表面。

本發(fā)明的特征性之一包括：當(dāng)層46仍可延展時(shí)(即，在其被完全冷卻之之前)，至少構(gòu)建覆蓋端部表面40a的層46。

為此，如圖5、圖5a、圖5b和圖6中所示的工具被設(shè)想。該工具包括支撐構(gòu)件50，該支撐構(gòu)件支承多個(gè)模印元件52，所述模印元件呈具有半球形外表面頭部54的栓柱的形式。這些栓柱52的數(shù)量、尺寸以及其布置根據(jù)需求來(lái)選擇。在示意性的示例中，從支撐構(gòu)件50突出的栓柱52的數(shù)量可介于3到20之間，然而優(yōu)選地，其外徑D1與蓋的外徑D2之間的比值小于20。

為了執(zhí)行用于構(gòu)建涂覆層46的步驟，組件200被移動(dòng)抵靠支撐構(gòu)件52，該支撐構(gòu)件保持固定在圖6中示意性示出的特定工位58上。優(yōu)選地，組件200的抵靠對(duì)栓柱52加以支承的支撐構(gòu)件50的移動(dòng)被豎直向下地執(zhí)行，端部表面40a被水平定向。施加的壓力導(dǎo)致栓柱52被插入到層46中，并使圍繞栓柱產(chǎn)生逐出物(explusion)。呈圍繞每個(gè)栓柱52的凸緣(bead)的形式的該逐出物產(chǎn)生突起60。在移除栓柱52之后，栓柱留出在圖7中示出的凹部62，每個(gè)凹部被突起60所圍繞。

凹部62的深度小于涂覆層46的厚度，以使得每個(gè)凹部的底部處具有蠟。所進(jìn)行的構(gòu)建使得能夠以明確且成本低廉的方式加強(qiáng)覆蓋蓋36a的端部表面40a的層46與隨后形成的殼模之間的粘附度。例如使用圖7中可見的褶皺(goffering)64，這種構(gòu)建為蓋36a的端部表面40a的初始結(jié)構(gòu)添加了可選的存在。然而，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，該褶皺64被覆蓋有涂覆層46，該涂覆層用于減弱褶皺的凸起的表面，并因此降低其粘附能力。而根據(jù)本發(fā)明的在涂覆層46被沉積之后所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)使得能夠有效地增強(qiáng)該層與隨后形成的殼模的粘附能力。

在這點(diǎn)上，參照?qǐng)D8和圖9，然后被實(shí)施的是通過(guò)在相繼的槽68中對(duì)組件200進(jìn)行浸漬涂覆來(lái)形成陶瓷殼模的步驟，該相繼的槽中的一個(gè)在圖8中示意性地示出。該步驟自身是已知的，并且將不再進(jìn)一步描述，除了以下事實(shí)之外：在本發(fā)明的實(shí)施例期間，所形成的殼模300被沉積在凹部62中并且是圍繞涂覆層46的凸緣60。這些層充當(dāng)殼模的錨固點(diǎn)，從而促進(jìn)殼模到蓋36a的粘附。

在殼模300的形成期間，至少一次干燥操作被執(zhí)行以對(duì)殼模進(jìn)行干燥。在圖10中被示意性示出的該操作包括將一個(gè)或多個(gè)殼模300運(yùn)輸?shù)揭脖环Q為干燥烘道70的干燥站內(nèi)，并且殼模300懸掛在底部72上方。在該移動(dòng)期間，蓋的端部表面40a被向下水平地定向，但是，通過(guò)之前被實(shí)施在覆蓋端部表面40a的涂覆層46上的結(jié)構(gòu)60、62，殼模塊被解開的風(fēng)險(xiǎn)被大幅減小。

在干燥之后，所獲得的殼模300在圖11中被示意性地示出。它同樣具有大致集群的形狀，并且明顯地包括與上文引用的蠟制復(fù)制物100以及裝置32a類似的元件?，F(xiàn)在將對(duì)這些殼模元件進(jìn)行描述，示出的殼模相對(duì)于隨后填充有金屬的位置而言處于倒置位置。

其首先包括杯32b，接下來(lái)是被標(biāo)記為12b的金屬分配器。因此，金屬分配器具有中空的、回轉(zhuǎn)體狀或錐形的形狀，并具有與殼模300的中心軸線對(duì)齊的中心軸線14b。該軸線14b被豎直地定向，并且因此被認(rèn)為代表了高度的方向。

分配器12b在頂部終止于具有更大直徑的中空端部18b，從該具有更大直徑的端部徑向延伸出多個(gè)金屬鑄造臂20b。臂20b在這里的數(shù)量為三個(gè)，并圍繞軸線14b以120°分布。因此，每個(gè)臂20b包括第一端部21b，該第一端部被連接到分配器12b的擴(kuò)大的端部，并且以筆直或略微彎曲的方式延伸到第二端部22b。

因此，每個(gè)臂20b被設(shè)想成中空的并在移除蠟20a之后形成金屬供給管道。這里，同樣地，可以設(shè)想位于分配部分12b以及每個(gè)臂20b的第二端部22b之間的固定加強(qiáng)件23b。

具有葉片的殼模元件1b從每個(gè)第二端部22b布置。由于這些元件1b在移除蠟制復(fù)制物1a之后各自在內(nèi)部形成與每個(gè)葉片1相對(duì)應(yīng)的模印，所以被代表了葉片。

因此，也被稱為殼模葉片的具有葉片的元件1b包括限定出相鄰的葉片模印的葉片部分2b，該部分2b從形成葉片根部的一個(gè)端部4b延伸出，并包括平臺(tái)8b。在圖11中，殼模葉片1b僅被示意性地示出。

因此，具有葉片的元件1b向上延伸，并圍繞軸線14b布置，并且還圍繞沿所述軸線從分配器12b的端部18b延伸出的中心支撐構(gòu)件24b布置。優(yōu)選地，該支撐構(gòu)件24b采取具有軸線14b的中空?qǐng)A柱體的形式，該中空?qǐng)A柱體向上延伸到具有葉片的元件1b的端部6b的附近。

此外，對(duì)于每個(gè)具有葉片的元件1b來(lái)說(shuō)，可以設(shè)想位于中心支撐桿24b的上端部以及葉片頭部之間的固定加強(qiáng)件25b。類似地，蠟/陶瓷的固定加強(qiáng)件(未示出)可以將不同的殼模葉片1b的相鄰的葉片頭部互連。最后，加強(qiáng)元件42b被布置在杯32b和鑄造臂20b之間。

在獲得殼模300并移除其中所包含的蠟制復(fù)制物100并且移除起初封閉杯的蓋之后，殼模在專用爐中以高溫(例如1150℃)被預(yù)熱，以便提升殼模中的金屬在鑄造期間的流動(dòng)性。

在殼模預(yù)熱出口處，來(lái)自熔化爐的金屬經(jīng)由所示的杯32b澆鑄到模印中，并且殼模相對(duì)于圖11所示的位置處于倒置位置，即，杯32b在頂部敞開并且軸線14b再次被豎直定向。

因此，熔融金屬僅在重力作用下流動(dòng)相繼地行進(jìn)穿過(guò)杯32b、分配器12b、鑄造臂20b以及具有葉片的殼模元件1b。應(yīng)當(dāng)注意的是，在鑄造之前，優(yōu)選地，中心支撐構(gòu)件24b的端部被密封以便不被填充金屬，并使得澆鑄金屬在進(jìn)入具有葉片的元件1b之前必定穿過(guò)臂20b。優(yōu)選地，加強(qiáng)件23b、25b、42b為實(shí)心的，并由陶瓷制成，因此在殼模300中進(jìn)行的鑄造期間不被熔融金屬橫穿。

在對(duì)金屬進(jìn)行冷卻之后，殼模被破壞，并且活動(dòng)式葉片1從集群分離以進(jìn)行所需的任何機(jī)械加工和精加工以及檢查操作。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)上述的、僅通過(guò)非限制性示例的本發(fā)明進(jìn)行各種修改。