FR3097966A1 - Procédé de fabrication d’une éprouvette massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation - Google Patents

Procédé de fabrication d’une éprouvette massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une éprouvette (40) massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation, comprenant : à partir d’une plaque réalisée en substrat métallique recouvert d’un revêtement en matériau abradable sur une épaisseur d’au moins 5 mm, un contournage d’une éprouvette dans ladite plaque de manière à former ladite éprouvette, une découpe du revêtement en matériau abradable du substrat métallique de ladite éprouvette de manière à ce que ladite éprouvette soit uniquement en matériau abradable, ladite éprouvette présentant, après la découpe, une surface contournée (60) reliant une surface (44) brute et une surface (62) découpée, et un polissage desdites surfaces brute et découpée jusqu’à obtenir une épaisseur de revêtement en matériau abradable prédéterminée, le polissage étant réalisé au moyen d’un montage de polissage (70) comprenant un guide (72) configuré pour recevoir ladite éprouvette et un piston (74) configuré pour mettre ladite surface découpée ou brute en appui contre un papier de polissage (76). Figure pour l'abrégé : Figure 6

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UNE ÉPROUVETTE MASSIQUE EN MATÉRIAU ABRADABLE POUR DES ESSAIS DE CARACTÉRISATION
L’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’une éprouvette massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation.
De façon connue, dans des turboréacteurs d’aéronefs, des joints d’étanchéité en matériau abradable sont couramment utilisés pour améliorer le rendement du turbomoteur et pour permettre d’accommoder les interactions avec les aubes, en cas de contact entre le rotor et le stator.
Actuellement, l’évaluation de l’efficacité de ces joints d’étanchéité à supporter le contact avec les aubes s’effectue principalement à l’aide de bancs expérimentaux spécifiques.
De plus, des simulations numériques de ces interactions entre les aubes et le revêtement abradable des joints d’étanchéité sont effectuées. Ces simulations numériques permettent d’analyser et d’optimiser les joints d’étanchéité, avant de mener des investigations expérimentales coûteuses et chronophages.
Néanmoins, contrairement au comportement des matériaux métalliques des aubes qui est bien connu, le comportement et les propriétés mécaniques des matériaux abradables sont peu connus. En effet, il n’y a actuellement pas une connaissance suffisante du comportement thermomécanique des matériaux abradables simulés.
Les matériaux abradables sont généralement obtenus par projection thermique, et présentent une microstructure hétérogène, poreuse et anisotrope. Cette microstructure rend complexe la mise en place et l’exploitation d’essais de caractérisation mécanique. De plus, le procédé de projection thermique impose une faible épaisseur de revêtement, ce qui limite la fabrication d’éprouvettes massives.
De ce fait, les matériaux abradables font peu l’objet d’études de comportement mécanique.
Il existe néanmoins des études présentant des essais mécaniques conventionnels sur des couples formés par des revêtements en matériaux abradables et leurs substrats de projection.
Toutefois, l’étude du comportement des matériaux abradables serait facilitée par l’utilisation d’éprouvettes massiques en matériaux abradables.
Il est connu une technique d’obtention d’une éprouvette en revêtement abradable qui se base sur l’utilisation d’un substrat soluble. Le revêtement abradable est projeté dans un moule soluble qui a sensiblement la géométrie finale de l’éprouvette souhaitée. Une fois le moule dissout, l’éprouvette est récupérée et des usinages sont effectués pour amener cette dernière à sa géométrie finale.
Il est également connu une méthode d’obtention d’éprouvettes pour effectuer des essais mécaniques. Les éprouvettes sont obtenues à partir de projection d’un revêtement abradable sur un substrat. Les éprouvettes sont ensuite découpées par électroérosion.
Toutefois, les matériaux abradables, par leur structure poreuse, sont sensibles aux étapes de mise en forme. Les chargements qu’ils subissent durant les étapes d’usinage peuvent modifier leur structure, et donc leurs propriétés mécaniques.
Il existe donc un besoin de développer un procédé de mise en forme d’une éprouvette en matériau abradable dont l’impact sur le comportement mécanique de cette dernière est minimisé.
De plus, il existe un besoin d’obtenir des éprouvettes aux faces parallèles et perpendiculaires à la face usinée pour le bon déroulement des essais mécaniques.
Il existe également un besoin d’obtenir des pièces avec une épaisseur de revêtement abradable suffisante, afin de respecter les critères géométriques des essais mécaniques.
L’invention a pour objectif de répondre à au moins certains de ces besoins.
En particulier, la présente invention propose un procédé de fabrication d’éprouvettes massiques en matériau abradable pour des essais de caractérisation, de manière à pouvoir réaliser des essais mécaniques conventionnels sur ces éprouvettes. Plus précisément, la présente invention propose d’obtenir des éprouvettes aux géométries cohérentes avec des moyens d’essais mécaniques conventionnels, de manière à pouvoir étudier le comportement quasi-statique ou dynamique des matériaux abradables.
À cet effet, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une éprouvette massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation, comprenant :
  • à partir d’une plaque étant réalisée en substrat métallique recouvert d’un revêtement en matériau abradable sur une épaisseur d’au moins 5 mm, un contournage d’au moins une éprouvette dans ladite plaque de manière à former ladite éprouvette,
  • une découpe du revêtement en matériau abradable du substrat métallique de ladite éprouvette de manière à ce que ladite éprouvette soit uniquement en matériau abradable, ladite éprouvette présentant, après l’étape de découpe, au moins une surface contournée, une surface brute et une surface découpée, la surface contournée reliant la surface brute à la surface découpée, et
  • un polissage de ladite surface découpée ou de ladite surface brute de ladite éprouvette jusqu’à obtenir une épaisseur de revêtement en matériau abradable prédéterminée, le polissage étant réalisé au moyen d’un montage de polissage comprenant un guide configuré pour recevoir ladite éprouvette et un piston configuré pour mettre ladite surface découpée ou ladite surface brute de ladite éprouvette en appui contre un papier de polissage.
Selon l’invention, un matériau abradable est un matériau qui, lorsqu'il est mis en contact avec un corps mobile, s’use préférentiellement à ce corps mobile.
Selon l’invention, le contournage est une opération par laquelle une machine à commande numérique confère, de manière continue, une forme ou un contour curviligne prédéterminé à une pièce, ici l’éprouvette.
La plaque présente au moins une surface brute à la fois en matériau abradable et en substrat métallique, une surface brute uniquement en matériau abradable et une surface brute uniquement en substrat métallique. La surface brute à la fois en matériau abradable et en substrat métallique relie la surface brute uniquement en matériau abradable et la surface brute uniquement en substrat métallique.
Après l’étape de contournage, l’éprouvette présente au moins une surface contournée à la fois en matériau abradable et en substrat métallique, une surface brute uniquement en matériau abradable et une surface brute uniquement en substrat métallique. La surface contournée à la fois en matériau abradable et en substrat métallique relie la surface brute uniquement en matériau abradable à la surface brute uniquement en substrat métallique.
Après l’étape de découpe, l’éprouvette est uniquement en matériau abradable et présente au moins une surface contournée, une surface brute et une surface découpée. La surface contournée relie ensemble la surface brute et la surface découpée.
Une fois le polissage commencé, l’éprouvette, uniquement en matériau abradable, présente au moins une surface contournée, une première surface polie correspondant à la surface brute et une deuxième surface polie correspondant à la surface découpée. La surface contournée relie ensemble les deux surfaces polies.
Selon l’invention, une surface contournée de l’éprouvette est une surface obtenue par contournage ; et une surface découpée l’éprouvette est une surface obtenue par découpe. Par opposition, une surface brute de l’éprouvette est une surface non découpée et/ou non contournée, donc non obtenue par découpe ou par contournage.
L’étape de polissage peut comprendre :
  • une première phase de polissage de manière à rendre ladite surface découpée et ladite surface brute en matériau abradable de ladite éprouvette planes, parallèles entre elles et orthogonales à ladite surface contournée,
  • une deuxième phase de polissage dans laquelle le polissage est réalisé symétriquement sur ladite surface découpée et ladite surface brute en matériau abradable de ladite éprouvette,
  • une troisième phase de polissage de finition de l’éprouvette de manière à obtenir l’épaisseur de matériau abradable prédéterminée.
Selon l’invention, un polissage réalisé de manière symétrique sur les surfaces découpée et brute en matériau abradable de l’éprouvette est un polissage permettant de retirer sensiblement la même épaisseur de matériau abradable sur ces surfaces de l’éprouvette.
Selon l’invention, la surface contournée n’est pas soumise à l’étape de polissage.
La première phase de polissage est une phase d’ébauche.
Au cours de la deuxième phase de polissage, on s’approche de l’épaisseur de matériau abradable souhaitée, de manière symétrique.
La deuxième phase de polissage permet avantageusement d’éliminer les effets de bords sur la surface de l’éprouvette qui était du côté du substrat (la surface découpée) et sur la surface de l’éprouvette qui était du coté libre (la surface brute en matériau abradable).
La troisième phase de polissage est une phase de finition, qui permet d’obtenir l’éprouvette avec une épaisseur de matériau abradable précise, et d’avoir une bonne qualité de surface.
Chaque phase de polissage comprend :
  • une disposition de l’éprouvette dans le guide,
  • un appui du guide contre le papier de polissage,
  • une pression sur le piston de manière à ce que ladite surface découpée ou ladite surface brute de ladite éprouvette soit appuyée contre le papier de polissage.
Le procédé selon l’invention permet avantageusement d’obtenir des éprouvettes aux surfaces parallèles entre elles, et perpendiculaires à la surface usinée, c’est-à-dire à la surface contournée, ce qui est important pour le bon déroulement des essais mécaniques. En effet, toutes les phases de polissage sont réalisées au moyen du montage de polissage, ce qui permet de garantir les contraintes géométriques tout au long du procédé de fabrication. Le polissage, et notamment l’utilisation du montage de polissage, permet également de garantir le parallélisme des surfaces, c’est-à-dire une épaisseur constante de matériau abradable.
Le procédé selon l’invention permet également d’obtenir une épaisseur de matériau abradable prédéfinie, ce qui est important pour respecter les critères géométriques propres aux essais mécaniques.
En particulier, le montage de polissage, et donc l’étape de polissage, c’est-à-dire les différentes phases de polissage, permet d’assurer la perpendicularité entre les surfaces polies et la surface usinée, notamment grâce à un polissage manuel.
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir des éprouvettes de diverses géométries à deux faces parallèles entre elles, lesdites faces parallèles étant les faces finales obtenues après découpe et polissage.
Les première et deuxième phases de polissage peuvent être réalisées au moyen d’un papier de polissage en carbure de silicium à taille de grain comprise entre 180 et 240, notamment égale à 220. Toutefois, les première et deuxième phases de polissage peuvent être réalisées au moyen d’un papier de polissage en carbure de silicium à taille de grain différente, notamment inférieure ou supérieure à celles mentionnées ici. Ce papier de polissage permet principalement d'enlever du matériau abradable de l’éprouvette.
La troisième phase de polissage de finition peut être réalisée au moyen d’un papier de polissage en carbure de silicium à taille de grain comprise entre 600 et 1000, notamment égale à 800. Toutefois, la troisième phase de polissage peut être réalisée au moyen d’un papier de polissage en carbure de silicium à taille de grain différente, notamment inférieure ou supérieure à celles mentionnées ici. Ce papier de polissage permet avantageusement de finaliser la géométrie de l’éprouvette et d’atteindre l'épaisseur de matériau abradable ciblé, tout en donnant à l’éprouvette son état de surface final.
Le polissage de l’éprouvette peut être réalisé manuellement, par un opérateur. En variante, le polissage de l’éprouvette peut être automatisé.
Le procédé peut comprendre, au cours de l’étape de contournage, une lubrification à l’air de l’éprouvette. Ceci permet avantageusement d’évacuer la poudre de matériau abradable des rainures créées par la fraise de la machine à commande numérique utilisée lors de l’étape de contournage.
Le procédé peut comprendre, au cours de l’étape de découpe, une lubrification à l’eau de l’éprouvette. Ceci permet avantageusement d’éviter une pollution de l’éprouvette, le matériau abradable étant poreux.
Le procédé peut comprendre, au cours de l’étape de polissage, une lubrification à l’eau de l’éprouvette. Ceci permet avantageusement d’évacuer de l’éprouvette la poudre de matériau abradable due au polissage.
L’étape de découpe peut être réalisée au moyen d’une scie à fil. Ceci permet avantageusement de réduire au maximum la perte de matière dans l'épaisseur de l’éprouvette. En outre, l’utilisation d'une scie à fil permet d’avoir un faible effort qui est exercé sur le matériau abradable lors de l’étape de découpe.
Le procédé peut comprendre, préalablement à l’étape de contournage, une projection d’un matériau abradable sur un substrat métallique sur une épaisseur d’au moins 5 mm de manière à réaliser la plaque.
Le revêtement en matériau abradable peut comporter une phase polymérique. Dans ce cas, le procédé peut comprendre, après l’étape de polissage, une pyrolyse de l’éprouvette de manière à créer des porosités à partir de la phase polymérique. L’étape de pyrolyse après le polissage de l‘éprouvette permet avantageusement de conserver une résistance structurelle maximale lors de la fabrication de l’éprouvette.
En variante, même si le revêtement en matériau abradable comporte une phase polymérique, aucune pyrolyse peut n’être effectuée, et l’éprouvette en matériau abradable peut conserver sa phase polymérique.
Le procédé selon l’invention permet avantageusement d’obtenir des éprouvettes aux géométries cohérentes avec des moyens d’essais mécaniques conventionnels, afin d’étudier le comportement quasi-statique ou dynamique des matériaux abradables. Ces géométries sont facilement adaptables lors de l’étape d’usinage, c’est-à-dire lors de l’étape de contournage. Ainsi, le procédé permet d’obtenir des éprouvettes aux géométries variées. En outre, le procédé selon l’invention est peu coûteux.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 représente un organigramme des étapes du procédé selon l’invention,
la figure 2 représente très schématiquement une vue en perspective d’une plaque réalisée en substrat métallique et recouverte d’un matériau abradable,
la figure 3 représente très schématiquement une vue en perspective d’une machine à commande numérique utilisée lors de l’étape de contournage,
la figure 4a représente très schématiquement une vue en perspective d’une éprouvette selon l’invention obtenue à partir de la plaque de la figure 2, après l’étape de contournage,
la figure 4b représente très schématiquement une vue en perspective d’une éprouvette selon l’invention obtenue à partir de la plaque de la figure 2, après l’étape de contournage, selon un autre mode de réalisation de l’invention,
la figure 5 représente très schématiquement une vue de dessus d’une scie à fil utilisée lors de l’étape de découpe,
la figure 6 représente très schématiquement une vue en coupe d’un montage de polissage, utilisé lors de l’étape de polissage,
les figure 7a à 7c représentent différentes éprouvettes obtenues par le procédé selon l’invention.
Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.
La figure 1 représente les différentes étapes du procédé de fabrication d’une éprouvette massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation.
Le procédé peut comprendre une étape S10 de projection d’un matériau abradable sur un substrat métallique sur une épaisseur d’au moins 5 mm de manière à réaliser une plaque 10. La plaque 10 peut être de forme générale rectangulaire, comme représenté sur la figure 2, ou bien de forme générale circulaire, polygonale, ovale ou quelconque. La plaque 10 comporte donc un substrat métallique 12 recouvert d’un revêtement en matériau abradable 14. De préférence, le revêtement en matériau abradable est projeté sur le substrat métallique sur une grande épaisseur afin de réaliser la plaque. L’épaisseur E du matériau abradable 14 peut être comprise entre 5 mm et 15 mm, notamment sensiblement égale à 10 mm.
La plaque 10 présente au moins une surface 16 brute à la fois en matériau abradable et en substrat métallique, une surface 18 brute uniquement en matériau abradable et une surface 20 brute uniquement en substrat métallique. La surface 16 relie les surfaces 18 et 20. Sur la figure 2, la plaque 10 comporte quatre surfaces 16 brutes à la fois en matériau abradable et en substrat métallique (dont deux seulement sont visibles). Les surfaces 18 et 20 sont sensiblement parallèles entre elles, et sensiblement orthogonales aux surfaces 16.
Ensuite, le procédé comprend une étape S20 de contournage d’au moins une éprouvette dans la plaque 10 de manière à former ladite éprouvette. En particulier, plusieurs éprouvettes peuvent être formées à partir d’une seule plaque.
Le contournage est réalisé sur une machine à commande numérique 30, par exemple représentée en figure 3. La plaque 10 est disposée sur un support 32 et maintenue en position lors de l’usinage par des moyens de serrage 38. Les efforts de serrage sont appliqués sur le substrat 12, afin d’éviter d’endommager le revêtement abradable. Ensuite, la plaque 10 est contournée au moyen d’une fraise 34 de la machine à commande numérique 30.
La machine à commande numérique 30 peut également comporter également des moyens de lubrification 36 configurés pour lubrifier à l’air la plaque 10 pendant l’étape S20 de contournage. Sur la figure 3, la flèche A représente un flux d’air provenant des moyens de lubrification 36 et étant dirigé vers plaque 10 en cours de contournage. Ainsi, le procédé peut comprendre, au cours de l’étape S20, une étape de lubrification à l’air de l’éprouvette.
Sur la figure 4a, une éprouvette 40 cylindrique est représentée. L’éprouvette 40 est réalisée en substrat métallique 12 recouvert d’un revêtement en matériau abradable 14. Après l’étape de contournage, l’éprouvette 40 comporte au moins une surface 42 contournée en matériau abradable et en substrat métallique, une surface 44 brute de matériau abradable, et une surface 46 brute en substrat métallique. La surface 42 relie la surface 44 et la surface 46. Les surfaces 44 et 46 sont sensiblement parallèles entre elles, et sensiblement orthogonales à la surface 42.
Lors de l’étape de contournage, plusieurs éprouvettes peuvent être usinées sur un même substrat 12. Le contournage peut être réalisé de manière à ce que toute l’épaisseur du substrat 12 ne soit pas contournée, c’est-à-dire que plusieurs éprouvettes peuvent être liées à un seul substrat. Dans ce cas, comme représenté sur la figure 4b, le substrat 12 n’est pas entièrement contourné, et l’éprouvette 40 comporte une surface 48 correspondant au fond de contournage dans le substrat 12.
Ensuite, le procédé comprend une étape S30 de découpe du revêtement en matériau abradable 14 du substrat métallique 12 de l’éprouvette 40 de manière à ce que ladite éprouvette soit uniquement en matériau abradable. Autrement dit, le revêtement en matériau abradable 14 est séparé du substrat métallique 12.
La séparation peut être réalisée au moyen d’une scie à fil 50, et notamment au moyen d’une scie à fil fin, comme représenté sur la figure 5. L’éprouvette 40 est disposée sur un support 52, et le revêtement en matériau abradable est séparé du substrat métallique au moyen d’un fil 54 de la scie à fil 50.
La scie à fil 50 peut également comporter des moyens de lubrification 56 configurés pour lubrifier à l’eau l’éprouvette 40 pendant l’étape S30 de séparation. Sur la figure 5, la flèche B représente un flux d’eau provenant des moyens de lubrification 56 et étant dirigé vers l’éprouvette 40 en cours de séparation. Ainsi, le procédé peut comprendre, au cours de l’étape S30, une étape de lubrification à l’eau de l’éprouvette 40.
Après l’étape de découpe, l’éprouvette 40, représentée en figure 6, présente au moins une surface 60 contournée en matériau abradable, la surface 44 brute en matériau abradable et une surface 62 découpée en matériau abradable. La surface 60 relie la surface 44 à la surface 62. Les surfaces 44 et 62 sont sensiblement parallèles entre elles, et sensiblement orthogonales à la surface 60.
Une fois séparé du substrat métallique, le matériau abradable de l’éprouvette 40 doit être amené à une valeur d'épaisseur donnée.
Le procédé comprend donc une étape S40 de polissage de l’éprouvette 40 jusqu’à obtenir une épaisseur de revêtement en matériau abradable prédéterminée.
Au cours de l’étape S40 de polissage, l’éprouvette 40 est lubrifiée à l’eau.
L’étape S40 de polissage comprend une première phase S50 de polissage de manière à rendre la surface 62 découpée et la surface 44 brute en matériau abradable de l’éprouvette 40 planes, parallèles entre elles et orthogonales à la surface 60 contournée en matériau abradable.
Le polissage peut être réalisé au moyen d’un montage de polissage 70 qui comprend un guide 72 configuré pour recevoir l’éprouvette 40 et un piston 74 configuré pour mettre l’une des surfaces 62 découpée ou 44 brute en matériau abradable de l’éprouvette 40 en appui contre un papier de polissage 76.
En particulier, chaque géométrie d’éprouvette nécessite un montage de polissage qui lui est propre. Le guide du montage de polissage présente un orifice ayant sensiblement la forme et les dimensions de l’éprouvette. Par exemple, sur la figure 6, l’éprouvette 40 étant de forme générale cylindrique, le guide 72 présente un orifice 78 de forme générale cylindrique.
Le polissage de l’éprouvette est réalisé à la main à l’aide du montage de polissage 70.
Le guide 72 contenant l’éprouvette, dont au moins une surface est à polir, est plaqué contre le papier de polissage 76. Par une légère pression exercée par la paume de la main sur le piston 74, l’éprouvette 40 est plaquée contre le papier de polissage 76.
Ainsi, chaque phase de polissage comporte une sous-étape S51 de disposition de l’éprouvette 40 dans le guide 72, puis une sous-étape S52 d’appui du guide 72 contre le papier de polissage 76, puis une sous-étape S53 de pression sur le piston 74 de manière à ce que la surface à polir de l’éprouvette 40 soit appuyée contre le papier de polissage 76. La surface à polir est soit la surface 62 découpée, soit la surface 44 brute en matériau abradable de l’éprouvette 40. Bien que représenté sur la figure 1 uniquement pour la première phase de polissage, chaque phase de polissage est réalisée au moyen du montage de polissage et donc comporte les sous-étapes de disposition de l’éprouvette 40 dans le guide 72, d’appui du guide 72 contre le papier de polissage 76, puis de pression sur le piston 74 de manière à ce que la surface à polir de l’éprouvette 40 soit appuyée contre le papier de polissage 76.
La première phase de polissage étant une ébauche de polissage, elle peut être réalisée au moyen d’un papier de polissage fin en carbure de silicium (SiC), c’est-à-dire à taille de grain supérieure ou égale à 180 et inférieure ou égale à 240, notamment égale à 220. Bien entendu, cette première phase de polissage peut être réalisée avec un papier en SiC avec n’importe quelle taille de grains, inférieure à 180 ou supérieure à 240.
Cette première phase de polissage permet avantageusement de rendre les surfaces 44, 62 planes.
Pendant cette première phase S50 de polissage, l’éprouvette 40 est lubrifiée à l’eau.
Puis, l’étape S40 de polissage comprend une deuxième phase S60 de polissage dans laquelle le polissage est réalisé symétriquement sur les surfaces 44, 62 de l’éprouvette 40. Autrement dit, le polissage est réalisé de manière à retirer sensiblement la même épaisseur de matériau abradable sur les surfaces 44, 62 de l’éprouvette 40. Cette deuxième phase de polissage permet d’obtenir une éprouvette prise à cœur du revêtement en matériau abradable.
Cette deuxième phase de polissage est réalisée au moyen du montage de polissage 70. La mise en œuvre de cette deuxième phase de polissage est la même que celle décrite précédemment pour la première phase de polissage.
Cette deuxième phase de polissage permet avantageusement de retirer de manière sensiblement égale sur les surfaces 44, 62 de la matière afin de s’approcher de l’épaisseur de revêtement abradable prédéterminée.
La deuxième phase de polissage étant une ébauche de polissage, elle peut être réalisée au moyen d’un papier de polissage fin en SiC, c’est-à-dire à taille de grain comprise entre 180 et 240, notamment égale à 220. Bien entendu, cette deuxième phase de polissage peut être réalisée avec un papier en SiC avec n’importe quelle taille de grains, inférieure à 180 ou supérieure à 240.
Pendant cette deuxième phase S60 de polissage, l’éprouvette 40 est lubrifiée à l’eau.
Enfin, l’étape S40 de polissage comprend une troisième phase S70 de polissage de finition de l’éprouvette 40 de manière à obtenir l’épaisseur de matériau abradable prédéterminée pour l’éprouvette.
Cette troisième phase de polissage est réalisée au moyen du montage de polissage 70. La mise en œuvre de cette deuxième phase de polissage est la même que celle décrite précédemment pour la première phase de polissage.
La troisième phase de polissage de finition peut être réalisée au moyen d’un papier de polissage ultra fin en SiC, c’est-à-dire à taille de grain supérieure ou égale à 600 et inférieure ou égale à 1000, notamment égale à 800. Ainsi, cette troisième phase de polissage est réalisée avec un papier de polissage plus fin que pour les première et deuxième phases de polissage. Cette troisième phase de polissage permet avantageusement de déterminer la géométrie finale de l’éprouvette.
Pendant cette troisième phase S70 de polissage de finition, l’éprouvette 40 est lubrifiée à l’eau.
Après l’étape S40 de polissage, la préparation de l’éprouvette 40 est terminée. Les figures 7a, 7b et 7c représentes des éprouvettes 40a, 40b, 40c massiques en matériau abradable avec différentes géométries.
Le revêtement en matériau abradable peut comporter une phase de polymère. Dans ce cas, le procédé peut comprendre, après l’étape S40 de polissage, une étape S80 de pyrolyse de l’éprouvette 40 de manière à créer des porosités à partir de la phase polymérique.
Ainsi, pour les matériaux abradables nécessitant une pyrolyse pour supprimer la phase de polymère, la pyrolyse est réalisée après les étapes de préparation de l’éprouvette, afin de conserver une résistance structurelle maximale lors de la préparation de l’éprouvette.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d’une éprouvette (40) massique en matériau abradable pour des essais de caractérisation, comprenant :
    • à partir d’une plaque (10) réalisée en substrat métallique recouvert d’un revêtement en matériau abradable (14) sur une épaisseur (E) d’au moins 5 mm, un contournage (S20) d’une éprouvette (40) dans ladite plaque (10) de manière à former ladite éprouvette,
    • une découpe (S30) du revêtement en matériau abradable (14) du substrat métallique (12) de ladite éprouvette (40) de manière à ce que ladite éprouvette (40) soit uniquement en matériau abradable (14), ladite éprouvette (40) présentant, après l’étape (S30) de découpe, au moins une surface (42, 60) contournée, une surface (44) brute et une surface (62) découpée, la surface (42, 60) contournée reliant la surface (44) brute à la surface (62) découpée, et
    • un polissage (S40) de ladite surface (62) découpée ou de ladite surface (44) brute de ladite éprouvette (40) jusqu’à obtenir une épaisseur de revêtement en matériau abradable prédéterminée, le polissage (S40) étant réalisé au moyen d’un montage de polissage (70) comprenant un guide (72) configuré pour recevoir ladite éprouvette (40) et un piston (74) configuré pour mettre ladite surface (62) découpée ou ladite surface (44) brute de ladite éprouvette (40) en appui contre un papier de polissage (76).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape (S40) de polissage comprend :
    • une première phase de polissage (S50) de manière à rendre ladite surface (62) découpée et ladite surface (44) brute de ladite éprouvette (40) planes, parallèles entre elles et orthogonales à ladite surface (42, 60) contournée,
    • une deuxième phase de polissage (S60) dans laquelle le polissage est réalisé symétriquement sur ladite surface (62) découpée et ladite surface (44) brute de ladite éprouvette (40),
    • une troisième phase de polissage (S70) de finition de l’éprouvette (40) de manière à obtenir l’épaisseur de matériau abradable prédéterminée.
  3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel chaque phase de polissage (S50, S60, S70) comprend :
    • une disposition (S51) de ladite éprouvette (40) dans le guide (72),
    • un appui (S52) du guide (72) contre le papier de polissage (76),
    • une pression (S53) sur le piston (74) de manière à ce que ladite surface (62) découpée ou ladite surface (44) brute de ladite éprouvette (40) soit appuyée contre le papier de polissage (76).
  4. Procédé selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel les première et deuxième phases de polissage (S50, S60) sont réalisées au moyen d’un papier de polissage (76) en carbure de silicium à taille de grain comprise entre 180 et 240, et dans lequel la troisième phase de polissage (S70) de finition est réalisée au moyen d’un papier de polissage (76) en carbure de silicium à taille de grain comprise entre 600 et 1000.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le polissage de ladite éprouvette (40) est réalisé manuellement.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant, au cours de l’étape de découpe (S30) et/ou de l’étape de polissage (S40), une lubrification à l’eau de ladite éprouvette (40).
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant, au cours de l’étape de contournage (S20), une lubrification à l’air de ladite éprouvette (40).
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de découpe (S30) est réalisée au moyen d’une scie à fil (50).
  9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant, préalablement à l’étape de contournage (S20), une projection (S10) d’un matériau abradable (14) sur un substrat métallique (12) sur une épaisseur (E) d’au moins 5 mm de manière à réaliser ladite plaque (10).
  10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le revêtement en matériau abradable (14) comporte une phase polymérique, et comprenant, après l’étape de polissage (S40), une pyrolyse (S80) de ladite éprouvette (40) de manière à créer des porosités à partir de la phase polymérique.
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