Automatisation des opérations de masquage pour la projection au plasma de revêtements thermiques sur des composants de moteurs d’aéronefs

Une publication d’un chercheur de Polytechnique Montréal a récemment eu une nouvelle actualité. Les parties internes des turbines à gaz sont exposées à des gaz de combustion et subissent des températures très élevées ainsi que des réactions de corrosion accélérée. Afin de protéger les pièces de ces conditions de service extrêmes, un revêtement thermique composé de céramique est appliqué par projection au plasma. Ce procédé consiste à projeter à très hautes températures des particules en fusion qui adhèrent au contact du métal en se solidifiant. Pour appliquer la céramique de façon précise et pour éviter d'obstruer de petites conduites de refroidissement, un masque est utilisé durant le revêtement au plasma. Ce masque est souvent réalisé dans l'industrie de façon entièrement manuelle par application d'un ruban adhésif protecteur. La précision requise ainsi que la grande variété de géométries à couvrir font du masquage une opération très complexe et difficilement automatisable. Ce mémoire propose une solution alternative au masquage manuel par l'application automatisée de polymères résistants au jet de plasma. L'endurance du nouveau produit ainsi que sa conformité avec les normes de l'industrie ont été validées par une série d'analyses sur des pièces représentatives. Un modèle géométrique de déposition est présenté en vue de prédire la couverture du fluide en fonction des différents paramètres d'application. Plusieurs stratégies de mouvement du robot ont été évaluées pour des surfaces planes ainsi que des pièces de révolution. Sur la base du modèle géométrique, des méthodes d'optimisation de la trajectoire sont proposées en vue de maintenir une épaisseur constante. Enfin, les résultats obtenus démontrent qu'il est possible d'automatiser les opérations de masquage sur les composantes de turbines et ouvrent la porte à de nombreuses améliorations à la fois en qualité et en performance du prodédé de revêtement au plasma dans l'industrie aérospatiale.
https://publications.polymtl.ca/1015/