DE112009000611T5

DE112009000611T5 - Verfahren zum Herstellen von Komponenten mit verbesserter Erosionsbeständigkeit

Info

Publication number: DE112009000611T5
Application number: DE112009000611T
Authority: DE
Inventors: Stephen Craig West Chester Mitchell; Andrew J. Cincinnati Brizgis; Donald George Cincinnati Lachapeele; Warren Rosal West Chester Ronk
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2011-01-27
Also published as: WO2009117232A2; CA2717557A1; JP2011518973A; JP5460688B2; US7875354B2; JP2011518974A; US20090236771A1; GB2470685B; GB2470855A; GB201015217D0; US20090238983A1; WO2009117231A8; GB2470685A; JP2011515615A; JP5394472B2; DE112009000626T5; CA2717557C; WO2009117231A3; GB201015214D0; GB2470855B

Abstract

Verfahren zum Erzeugen einer Komponente mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, mit den Schritten:
Bereitstellen einer Komponente, die eine Fläche aufweist;
Anbringen wenigstens einer Schicht eines Erosionsschutzsystems an wenigstens einem Abschnitt der Fläche der Komponente, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems aufweist:
einen Träger; und
ein verstärktes Harz, das an dem Träger angebracht ist; und
Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, die pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit aufweist.

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anwendung beansprucht Priorität aus der vorsorglichen Patentanmeldung Nr. 61/037 524, eingereicht am 18. März 2008, auf deren gesamten Inhalt hier Bezug genommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Verfahren zur Herstellung von Komponenten mit verbesserter Erosionsbeständigkeit. Spezieller beschreiben Ausführungsbeispiele hierin im Wesentlichen Verfahren zur Herstellung von Komponenten, die pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung der Erosionsbeständigkeit um etwa 50% bis ungefähr 400% für die zugrundeliegende Komponente aufweisen.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
In Gasturbinen, z. B. Flugzeugtriebwerken, wird Luft in den vorderen Abschnitt des Triebwerks angesaugt, durch einen auf einer Welle befestigten Verdichter verdichtet und in einer Brennkammer mit Brennstoff vermischt. Das Gemisch wird anschließend verbrannt, und die heißen Abgase werden durch eine auf derselben Welle befestigten Turbine hindurch geleitet. Der Strom von Verbrennungsgas expandiert durch die Turbine, die ihrerseits die Welle drehend antreibt und dem Verdichter Leistung liefert. Die heißen Abgase werden durch eine Schubdüse an dem Ausgang des Triebwerks weiter expandiert, wobei sie einen kraftvollen Schub erzeugen, der das Luftfahrzeug vorwärts treibt.
In den letzten Jahren wurden Verbundmaterialien aufgrund ihrer Dauerfestigkeit und ihres verhältnismäßig geringen Gewichts zunehmend in einer Reihe unterschiedlicher Luft- und Raumfahrtanwendungen bevorzugt verwendet. Da Triebwerke in einer Reihe unterschiedlicher Bedingungen arbeiten, kommen Triebwerkskomponenten häufig mit Fremdkörpern, wie Hagelkörnern, Eis, Sand und Schmutz in Berührung. Im Laufe der Zeit kann der Kontakt mit derartigen Fremdkörpern die Oberfläche der Verbundstofftriebwerkskomponenten beschädigen und erodieren.
Um den Schutz der Verbundstoffkomponenten gegen die Einwirkung derartiger aggressiver Umgebungsbedingungen zu unterstützen, ist die Oberfläche der Komponente häufig mit äußeren, sekundär angebrachten Materialien beschichtete. Der Begriff ”sekundär angebracht” soll bedeuten, dass die Verbundstoffkomponente vor dem Anbringen der Beschichtung ausgehärtet ist. Diese sekundär angebrachten Materialien können Polymerbeschichtungen beinhalten, die auf die Verbundstoffkomponente gesprüht, gestrichen oder in sonstiger Weise daran gebunden werden. Andere sekundär angebrachte Materialien können Metallfolien oder -platten beinhalten, die vorgeformt und an die Verbundstoffkomponente gebunden werden. Allgemein kann dieser Ansatz, der gewöhnlich vor dem Anbringen der Beschichtung ein Sanden und/oder Grundieren der ausgehärteten Verbundstoffkomponente erfordert, mit Blick auf die Vorbereitung und Verarbeitung arbeits- und kostenintensiv sein.
Um zu gewährleisten, dass die fertige Komponente Randbedingungen hinsichtlich der Abmessungen genügt, muss jede Komponente nach dem Anbringen der Schutzschicht außerdem kontrolliert werden. Beispielsweise können zerstörungsfreie Analysetechniken, z. B. unter Verwendung einer Koordinatenmessvorrichtung, eines Handmessinstruments, oder einer Ultraschalluntersuchung, eingesetzt werden, um Fehler aufzudecken. Falls festgestellt wird, dass wesentliche Abweichungen der Beschichtungsdicke vorliegen, was häufig der Fall ist, ist die Beschichtung abzuziehen und eine neue Beschichtung anzubringen. Selbst wenn sich herausstellt, dass die Abmessungen genau sind, ist häufig der Einsatz zusätzlicher menschlicher Arbeitskraft erforderlich, um zu gewährleisten, dass die gewünschte Bindungsunversehrtheit und Oberflächengüte erreicht sind.
Falls entdeckt wird, dass eine beschichtete Fläche eine Reparatur erfordert, kann die Tiefe des erodierten Abschnitts gemessen werden, um den Grad des Verschleißes zu ermitteln. Falls die Erosionstiefe gering ist, kann die Oberfläche örtlich gesandet, vorbereitet und durch Sprühen oder Streichen einer neuen Beschichtung auf die erodierte Fläche erneut beschichtet werden. Falls die Erosionstiefe erheblich ist, können ganze Abschnitte der Verbundstoffkomponente entfernt und durch Materialflicken ersetzt werden, die mittels Epoxidharz oder eines sonstigen geeigneten Matrixmaterials angebracht werden.
Dementsprechend besteht ein Bedarf nach Verfahren zur Herstellung von Erosionsschutzsystemen für Komponenten, die aggressiven Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, die sich mit einem geringerem Einsatz an menschlicher Arbeitskraft erzeugen lassen, den Erosionsschutz verbessern, die Lebensdauer verlängern und die Untersuchung erleichtern.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Hierin unterbreitete Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Verfahren der Herstellung von Komponenten mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, wobei die Verfahren die Schritte beinhalten: Erzeugen einer Komponente, die eine Fläche aufweist; Anbringen wenigstens einer Schicht eines Erosionsschutzsystems an wenigstens einem Abschnitt der Fläche der Komponente, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems einen Träger und ein verstärktes Harz enthält, das an dem Träger angebracht ist; und Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, die pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit aufweist.
Weiter betreffen hierin unterbreitete Ausführungsbeispiele allgemein Verfahren der Herstellung von Komponenten mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, wobei die Verfahren die Schritte beinhalten: Erzeugen einer Komponente, die einen Verbundstoff enthält, der wenigstens eine Schicht aus einem Material aufweist; Anbringen wenigstens einer Schicht eines Erosionsschutzsystems an wenigstens einem Abschnitt des Materials der Komponente, wobei das Erosionsschutzsystem einen Träger und ein verstärktes Harz enthält, das an dem Träger angebracht ist; und Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, die pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit aufweist.
Darüber hinaus betreffen hierin unterbreitete Ausführungsbeispiele allgemein Verfahren zum Herstellen von Komponenten mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, mit den Schritten: Bereitstellen einer Komponente mit einem Metall und einem Verbundstoff, der wenigstens eine Schicht aus einem Material aufweist, die wenigstens über einen Abschnitt des Metalls angebracht ist; Anbringen mehrerer Schichten eines Erosionsschutzsystems an mindestens einem Teil der Komponente, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems einen Träger und ein verstärktes Harz enthält, das an dem Träger angebracht ist; und Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems einen andersfarbigen Träger aufweist.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile werden dem Fachmann nach dem Lesen der folgenden Beschreibung verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während die Beschreibung mit Patentansprüchen schließt, die die Erfindung speziell erläutern und im Einzelnen beanspruchen, wird angenommen, dass die hier dargelegten Ausführungsbeispiele anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren besser verstanden wird, in denen ähnliche Bezugszeichen gleichartige Elemente bezeichnen.
1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Komponente gemäß der vorliegenden Beschreibung;
2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Komponente von 1, genommen längs der Schnittlinie A-A gemäß der vorliegenden Beschreibung;
3 veranschaulicht anhand einer schematischen Ansicht eines Abschnitts eines Ausführungsbeispiels eines Erosionsschutzsystems sowohl den Träger als auch das verstärkte Harz gemäß der vorliegenden Beschreibung;
4 zeigt eine schematische Schnittansicht der in 1 dargestellten Komponente, die mehrere daran angebrachte Schichten eines Erosionsschutzsystems aufweist, gemäß der vorliegenden Beschreibung; und
5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer beschichteten Komponente gemäß der vorliegenden Beschreibung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Hierin beschriebene Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Verfahren zur Herstellung von Komponenten mit verbesserter Erosionsbeständigkeit. Die Erosionsschutzsysteme, Komponenten, die diese aufweisen, und Verfahren zur Herstellung derselben, wie sie hierin beschrieben sind, können allgemein eine Komponente und wenigstens eine Schicht eines Erosionsschutzschichtsystems enthalten. Außerdem sind verbesserte Verfahren zur Untersuchung von Artikeln beschrieben, die das Erosionsschutzschichtsystem aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 1 kann sich der Begriff ”Komponente” 10 in dem hier verwendeten Sinne auf eine beliebige geeignete Komponente beziehen, die in einem Ausführungsbeispiel eine Turbinentriebwerkskomponente sein kann, die wenigstens eine Fläche 12 aufweist, die sich beschichten lässt, wie es hierin beschrieben ist. Die Komponente 10 kann im Wesentlichen auf einem Verbundstoff oder auf einer Kombination eines Verbundstoff mit einem Metall, z. B. Titan oder einer Titanlegierung, basieren. Für Zwecke der Veranschaulichung wird die Komponente 10 als eine Leitschaufel gezeigt und erörtert, die sowohl auf einem Metall als auch einem Verbundstoff basiert, obwohl die hier dargelegten Ausführungsbeispiele nicht darauf beschränkt sein sollen.
Beispielsweise kann die Komponente 10 in einem Ausführungsbeispiel einen Verbundstoff, der aus einem Material hergestellt ist, das organische oder nicht organische Fasern enthält, und eine Harzmatrix aufweisen. Spezieller kann sich der Begriff ”Material” in dem hier verwendeten Sinne auf beliebige gewebte, geflochtene oder nicht gewellte Gewebe oder Fasern beziehen, die sich mit einem Harz behandeln und vernetzen lassen, um einen Verbundstoff hervorzubringen. In einem Ausführungsbeispiel kann das Material Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffe, keramische Fasern, Aramidpolymerfasern (beispielsweise Kevlar^®) und Kombinationen davon beinhalten. Wie in 2 gezeigt, und wie für den Fachmann verständlich, kann die Komponente 10 mehrere Schichten eines Materials 14 aufweisen, und jede dieser Schichten kann dieselben oder andere Bindungsmuster bzw. Geflechte und/oder Faserzusammensetzung aufweisen. Falls die Komponente 10 auf einem Verbundstoff und einem Metall basiert, kann das Material 14 mittels herkömmlicher Fertigungstechniken angelegt werden, um die gewünschte Gestalt zu erzielen, beispielsweise, indem mehrere Schichten des Materials 14 um einen Metallholm 15 gelegt werden, der ein Bestandteil der oberflächenvergüteten beschichteten Komponente wird. An einem späteren Punkt in dem Verfahren kann eine Harzinfusion durchgeführt werden, wie es hierin weiter unten beschrieben ist.
Die Komponente 10 kann eine beliebige gewünschte Gestalt aufweisen, um dem beabsichtigten Zweck zu dienen. Beispielsweise einiger verwendbarer Turbinentriebwerkskomponenten, die sich für den Einsatz im Vorliegenden eignen können, beinhalten, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Schaufeln, Blätter, Streben, Kanäle, Abstandhalter und dergleichen. Der Fachmann wird verstehen, dass, obwohl sich die hierin dargelegten Beispiele auf Gasturbinen beziehen, der Begriff ”Komponente” in dem hier verwendeten Sinne ein beliebige Komponente bezeichnen kann, die zu der vorausgehenden Beschreibung passt.
Wie in 3 gezeigt, kann anschließend ein Erosionsschutzsystem 16 für ein späteres Anbringen an der Komponente vorbereitet werden. In dem hier verwendeten Sinne bezeichnet ”Erosionsschutzsystem” eine mehrlagige Beschichtung, die ein verstärktes Harz 18 aufweist, das an einem Träger 20 angebracht ist, wie hierin weiter unten definiert.
Das Erosionsschutzsystem 16 kann ein Harz 22 nutzen, das als eine Verbundmatrix dient. Das Harz 22 kann auf einem beliebigen in der Fachwelt bekannten herkömmlichen flüssigen Harz basieren, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, Epoxidharz, Bismaleimidharz oder Polyimidharz. Dem Harz 22 kann anschließend ein Verstärkungsmittel 24 hinzugefügt werden, um ein verstärktes Harz 18 hervorzubringen, das nach dem Aushärten Erosionsbeständigkeit verleihen kann. Einige Beispiele von Verstärkungsmitteln 24 können, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Fasern, Nanofasern, Nanopartikel und Kombinationen davon beinhalten. Einige Beispiele möglicher Fasern können Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffe, keramische Fasern, Aramidpolymerfasern und Kombinationen davon beinhalten. Während der Anteil des dem Harz 22 hinzugefügten Verstärkungsmittels 24 in Abhängigkeit von der nach der Aushärtung gewünschten endgültigen Festigkeit variieren kann, kann das verstärkte Harz 18 im Wesentlichen einen Anteil von etwa 0,1% bis ungefähr 25 Gew.-% des Verstärkungsmittels 24 aufweisen.
Wie in 3 gezeigt, kann das verstärkte Harz 18 in Verbindung mit dem Träger 20 verwendet werden. In dem hier verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff ”Träger” beliebige Maschengewebe, Netzgewebe, Gurtbandgewebe oder sonstige geeignete Strukturen, an denen das verstärkte Harz 18 angebracht werden kann. Der Träger 20 kann, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, auf Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffen, keramischen Fasern, Aramidpolymerfasern und Kombinationen davon basieren. Der Fachmann wird verstehen, dass, während die Abmessungen des Trägers 20 variieren können, die Fasern des Trägers in der Lage sein sollten, das angebrachte verstärkte Harz 18 festzuhalten. Das Erosionsschutzsystem 16 kann dann an mindestens einem Abschnitt der Fläche 12 der Komponente 10, beispielsweise wie in 4 gezeigt, durch Umhüllen angebracht werden. Das Haftvermögen des in dem Erosionsschutzsystem vorhandenen verstärkten Harzes kann ein Sichern des Erosionsschutzsystems 16 an Ort und Stelle für eine weitere Verarbeitung unterstützen.
Zur Erleichterung der Übertragung und Handhabung kann das Erosionsschutzsystem 16 in einem Ausführungsbeispiel, wie in 4 gezeigt, mittels einer Stützschicht 26, die auf der Seite angeordnet ist, die der Komponente abgewandt ist, angebracht werden.
Nachdem die Schicht des Erosionsschutzsystems 16 angebracht ist, kann die Stützschicht 26 abgelöst werden. Dieses Verfahren kann, falls gewünscht, für das Anbringen zusätzlicher Schichten des Erosionsschutzsystems 16 wiederholt werden.
Darüber hinaus kann jede Schicht, falls mehrere Schichten des Erosionsschutzsystems 16 gewünscht sind, in einem Ausführungsbeispiel dieselbe Kombination des verstärkten Harzes und des Trägers aufweisen.
In einer Abwandlung kann in einem anderen Ausführungsbeispiel jede Schicht einen Träger unterschiedlicher Farbe aufweisen. Die Farbschichten können gestapelt sein, um bei Auftreten von Erosion unterschiedliche Tiefen der Penetration aufzudecken. Falls beispielsweise das Erosionsschutzsystem drei Schichten, nämlich eine erste Schicht 28, eine zweite Schicht 30 und eine dritte Schicht 32, aufweist, kann die erste Schicht 28 einen blauen Träger 20 aufweisen, die zweite Schicht 30 kann einen gelben Träger 20 aufweisen, und die dritte Schicht 32 kann einen grünen Träger 20 aufweisen. Diese Farben können als eine Anzeige des Grades der an einer Komponente vorhandenen Erosion dienen. Die Farben des Trägers können durch vielfältige Verfahren erzielt werden, beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, indem der Träger aus Fasern unterschiedlicher Farbe hergestellt wird.
Nachdem die gewünschten Schichten des Erosionsschutzsystems 16 angebracht sind, kann die Komponente 10, die das Erosionsschutzsystem 16 aufweist, mittels in der Fachwelt bekannter herkömmlicher Techniken, beispielsweise Pressformung, RTM-(Resin Transfer Molding)-Verfahren, vakuumunterstützter RTM-Verfahren, oder Autoklavieren formgepresst werden. In dem hier verwendeten Sinne bezeichnet ”Co-Pressformen” ein Infusion von Harz sowohl in die Komponente als auch gleichzeitig in die Schichten des Erosionsschutzsystems. Die Komponente 10, die das Erosionsschutzsystem 16 aufweist, kann zeitgleich mittels in der Fachwelt bekannter standardmäßiger Aushärtungsbedingungen gehärtet werden. Das Ergebnis ist eine, wie im Wesentlichen in 5 gezeigte, beschichtete Komponente 34, bei der das Erosionsschutzsystem 16 als ein Verbundstofffilm auf der äußersten Schicht verbleibt, um dadurch die beschichtete Komponente 34 zu erzeugen, die vor den Elementen geschützt ist. Der Fachmann wird verstehen, dass die im Vorausgehenden beschriebenen Verfahren zum Herstellen und Anbringen des Erosionsschutzsystems gleichermaßen anwendbar sind, falls die Komponente auf einem Metall oder auf einer Kombination eines Verbundstoffs und Metall basiert.
Das zuvor beschriebene Beschichtungssystem bietet gegenüber herkömmlichen Beschichtungen mehrere Vorteile, beispielsweise einen hervorragenden Erosionsschutz, eine visuelle Identifizierung der beschichteten Komponente mit Blick auf Wartungsprobleme und die Fähigkeit, sich co-formpressen zu lassen.
Das hierin beschriebene Erosionsschutzsystem kann für die zugrundeliegende Komponente pro Schicht des verwendeten Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Erosionsschutzmechanismen ermöglichen.
Diese Steigerung der Erosionsbeständigkeit kann als der Masseverlust an Beschichtung im Verhältnis zu einem vorgegebenen Fluss eines schmirgelnden Materials, z. B. Sand, gemessen werden. Nach der Aushärtung kann die Einbindung der zuvor beschriebenen Verstärkungsmittel in das flüssige Harz es dem Erosionsschutzsystem ermöglichen, als eine integrale Barriere zwischen den außen vorhandenen Elementen und dem beschichteten Verbundstoff dienen. Ohne eine Beschränkung durch die Theorie zu beabsichtigen, entsteht durch das Hinzufügen der Fasern zu dem Harz aus dem verstärkten Harz nach der Aushärtung ein Verbundstofffilm. Dieser Verbundstofffilm ist besser in der Lage, einer auf elementare Einflüsse zurückzuführenden Erosion standzuhalten.
Darüber hinaus kann die Verwendung mehrerer Schichten des Erosionsschutzsystems, die jeweils andersfarbige Träger aufweisen, eine visuelle Identifizierung der Erosion ermöglichen. In dem Maße, wie das Erosionsschutzsystem unter dem Einfluss der Elemente erodiert, treten andersfarbige Schichten des Trägers zutage. Durch eine visuelle Begutachtung der Farben des freigelegten Gewebes lässt sich die Eindringtiefe der Erosion in das Erosionsschutzsystem bestimmen. Diese visuelle Untersuchung kann die Effizienz der Durchführung von Einschätzungen der Unversehrtheit des Erosionsschutzsystems mit Blick auf Wartungs- oder Reparaturzwecke im Vergleich zu herkömmlichen Techniken steigern.
Darüber hinaus kann die Fähigkeit, die vorliegenden Ausführungsbeispiele co-formpressen zu können, netzförmige beschichtete Komponenten ermöglichen, die eine größere räumliche Konsistenz und eine geringere Abweichung zwischen beschichteten Komponenten aufweisen. Es kann somit auf die Schritte des Sandens, Grundierens und Streichens, die allgemein in einer herkömmlichen Herstellung erforderlich sind, im Wesentlichen verzichtet werden. Das Co-Pressformen kann ebenfalls dazu beitragen, den in Zusammenhang mit der Herstellung derartiger beschichteter Komponenten vorhandenen Kosten- und Zeitaufwand zu reduzieren. Darüber hinaus lassen sich durch Anbringen einer anderen Anzahl von Materialschichten an der Komponente, durch selektives Positionieren der Anordnung des Materials um die Komponente, oder durch ein Kombination davon eine ganze Reihe von Verbesserungen der Erosionsbeständigkeit in einer einzelne Komponente erzielen. Weiter kann die Fähigkeit, den Erosionsschutz selektiv in speziellen Abschnitten der Komponente verbessern zu können, zusätzliche Kosteneinsparungen ermöglichen, dadurch dass auf eine Beschichtung der gesamten Komponente verzichtet werden kann.
Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich des besten Modus zu beschreiben, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu nutzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten, die nur unwesentlich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche abweichen.
Zusammenfassung:
Ein Erosionsschutzsystem (16), das ein verstärktes Harz (18), um die Erosionsbeständigkeit zu verbessern, wobei das verstärkte Harz (18) auf einem Harz (22) und einem Verstärkungsmittel (24) basiert, und einen Träger (20) enthält, der dazu dient, das verstärkte Harz (18) festzuhalten, wobei wenigstens eine Schicht des Erosionsschutzsystems (16) an einer Komponente (10) angebracht ist, um der Komponente pro Schicht des Erosionsschutzsystems (16) eine Steigerung der Erosionsbeständigkeit um etwa 50% bis ungefähr 400% zu verleihen.

Claims

Verfahren zum Erzeugen einer Komponente mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, mit den Schritten: Bereitstellen einer Komponente, die eine Fläche aufweist; Anbringen wenigstens einer Schicht eines Erosionsschutzsystems an wenigstens einem Abschnitt der Fläche der Komponente, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems aufweist: einen Träger; und ein verstärktes Harz, das an dem Träger angebracht ist; und Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, die pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt, eine Komponente bereitzustellen, die auf einem Verbundstoff, einem Metall, oder einer Kombination davon basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Metall auf Titan, einer Titanlegierung, oder einer Kombination davon basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Verbundstoff auf einem Material basiert, das aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffe, keramische Fasern, Aramidpolymerfasern und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Träger eine Struktur aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Maschengewebe, Netzgewebe, Gurtbandgewebe und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Träger Fasern aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, zu der gehören: Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffe, keramische Fasern, Aramidpolymerfasern und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das verstärkte Harz auf einem Harz basiert, das ein Verstärkungsmittel enthält.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Harz aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Epoxidharz, Bismaleimidharz und Polyimidharz, und wobei das Verstärkungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Fasern, Nanofasern, Nanopartikel und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das verstärkte Harz einen Anteil von etwa 0,1 Gew.-% bis ungefähr 25 Gew.-% des Verstärkungsmittels enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Komponente eine Turbinentriebwerkskomponente beinhaltet, die aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Schaufeln, Blätter, Streben, Kanäle und Abstandhalter.
Verfahren zum Erzeugen einer Komponente mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, mit den Schritten: Bereitstellen einer Komponente, die auf einem Verbundstoff basiert, der wenigstens eine Schicht aus einem Material aufweist; Anbringen wenigstens einer Schicht eines Erosionsschutzsystems auf wenigstens einem Abschnitt des Materials der Komponente, wobei das Erosionsschutzsystem aufweist: einen Träger; und ein verstärktes Harz, das an dem Träger angebracht ist; und Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, die pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Material aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffe, keramische Fasern, Aramidpolymerfasern und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Träger eine Struktur aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Maschengewebe, Netzgewebe, Gurtbandgewebe und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Träger Fasern aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, zu der gehören: Kohlenstofffasern, Graphitfasern, Glasfaserstoffe, keramische Fasern, Aramidpolymerfasern und Kombinationen davon.
Verfahren nach Anspruch 11, mit dem Schritt, des Anbringens mehrerer Schichten des Erosionsschutzsystems auf wenigstens einem Abschnitt des Materials der Komponente.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems einen andersfarbigen Träger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Komponente eine Turbinentriebwerkskomponente beinhaltet, die aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Schaufeln, Blätter, Streben, Kanäle und Abstandhalter.
Verfahren zum Erzeugen einer Komponente mit verbesserter Erosionsbeständigkeit, mit den Schritten: Bereitstellen einer Komponente, zu der gehören: ein Metall; und ein Verbundstoff, der wenigstens eine Schicht aus einem Material aufweist, das um wenigstens einen Abschnitt des Metalls herum angebracht ist; Anbringen mehrerer Schichten eines Erosionsschutzsystems an mindestens einem Abschnitt der Komponente, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems aufweist: einen Träger; und ein verstärktes Harz, das an dem Träger angebracht ist; und Co-Pressformen der Komponente, die das angebrachte Erosionsschutzsystem aufweist, um eine beschichtete Komponente hervorzubringen, wobei jede Schicht des Erosionsschutzsystems einen andersfarbigen Träger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Komponente eine Turbinentriebwerkskomponente beinhaltet, die aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der gehören: Schaufeln, Blätter, Streben, Kanäle und Abstandhalter.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die beschichtete Komponente pro Schicht des Erosionsschutzsystems eine Steigerung von etwa 50% bis ungefähr 400% der Erosionsbeständigkeit aufweist.