Un outillage flexible pour des composants de turbine
Une demande commerciale importante pour les turbines de moteur à gaz dans l'industrie aéronautique a entraîné le besoin de technologies de fabrication plus flexibles, fiables et efficaces pour produire des composants de turbine. Financé par l'UE, le projet ADMAP-GAS («Unconventional (advanced) manufacturing processes for gas-engine turbine components») a mis au point de nouveaux systèmes perfectionnés dans ce domaine. Il s'est concentré sur une meilleure façon de produire des profils dits de sapin qui connectent les pales rotatives et les disques (aubagés monoblocs) dans les moteurs. ADMAP-GAS a évalué le découpage au jet d'eau (AWJC) et l'usinage par électroérosion à haute vitesse (HS-WEDM) pour améliorer le fonctionnement général des machines. Aucun outil spécifique n'a été fabriqué, ainsi l'usure n'a influencé en aucun cas la performance des pièces. Ces nouveaux processus innovants ont également aidé à surmonter les défis mécaniques posés par la rigidité mécanique et thermique des superalliages de nickel. Les scientifiques ont montré que les deux technologies de fabrication étaient très prometteuses pour les profils géométriques de sapin des machines. Les deux processus ont amélioré les taux de suppression de matériaux en association à une précision à haute forme et à une qualité de surface. Comparés au découpage, ils ont permis une production flexible de différents profils de géométrie. Le processus AWJC développé s'est avéré adapté aux ébauches, qui requièrent une technologie très économique pour transformer les alliages difficiles à usiner. Le système de surveillance du processus, la tête de découpe à multiples axes et la nouvelle géométrie d'embouts développée ont tous été développés au sein du projet ADMAP-GAS. De plus, le processus HS-WEDM s'est également avéré être une solution de remplacement pour le brochage, spécialement en termes de fatigue de surface. En optimisant la technologie, les scientifiques ont amélioré les vitesses de découpage et ont pu obtenir des bonnes intégrités de surface (une couche de surface minimale et contamination, et l'absence de fissures). Les risques de défauts des disques de moteur ont été réduits par les systèmes de surveillance de processus. Une analyse de coûts de cycle de vie a montré une diminution de 25 % dans les coûts d'usinage pour la production d'un profil en forme de sapin en utilisant les processus développés. De plus, les deux ont démontré une grande réduction de l'impact environnemental des processus d'usinage, de 60 %, par une réduction de la consommation énergétique. Au-delà de l'industrie aéronautique, les deux technologies offrent également de grandes promesses pour l'industrie automobile.
Mots‑clés
Composant de turbine, machinerie, brochage, aéronautique, turbine moteur à gaz, technologies de fabrication, sapin, disque aubagé monobloc, découpage au jet d'eau, usinage par électroérosion, fatigue de surface
