JP2008133183A - 小さくて複雑な特徴部を有するcmc物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本方法は複数のプライをインサート材料で置き換えることを意図する。インサート材料は部分硬化又は予め硬化させて複数の小さなプライの代わりに適用し、或いはペースト又はプライの形態で部品の空所に挿入し得る。インサート材料は等方性であり、マトリックス材料と、チョップド繊維、トウ、切断プライ又はそれらの組合せとから形成する。インサートは、薄い縁部(650)のような約0.030インチよりも小さい厚さを有する特徴部及びコーナー(680,710)におけるような小さい半径を有する特徴部に使用できる。本発明のCMC部品は、輪郭又は厚さの変化する領域に適合した寸法に切断された小さなプライインサートの代わりに配置され、また小さなプライインサートを製造された単一体の不連続強化複合材料インサートで置き換えることによって、皺のような欠陥を少なくし、寸法制御を改善する。
【選択図】図4
Description
SiC/SiC一方向性プリプレグテープを利用してスラリーを調製したが、テープは炭化ケイ素マトリックス中の被覆炭化ケイ素トウであった。トウを構成する繊維は典型的には窒化ホウ素のような剥離皮膜で被覆される。布を液体窒素に曝してプリプレグから裏当てを取り除いた。次いで、布を約1/4平方インチ以下の大きさの複数の片にカットした。Cotronics社(米国ニューヨーク州ブルックリン)から市販の高温セラミックグラファイト接着剤樹脂である「Cotronics Resbond 931」とアセトンとの溶液を等重量のアセトンと混合して調製した。約3gのチョップドプリプレグをプリプレグ/溶液重量比約3対1で溶液に添加して混合物を形成した。一様な粘稠性とするため混合物を適当な手段でブレンドした。これは振盪、撹拌、ボールミリングその他の混合技術で達成できる。所期の用途に合わせて必要であれば、追加量のアセトンを添加するか、或いは溶媒を蒸発させてパテ又はペースト状にすることによって、混合物の粘度を調節することができる。例えば、混合物は、大まかな形に注型成形してから最終的な形に機械加工してもよいし、或いは所定の最終的な形に注型成形して硬化してもよい。或いは、混合物に適当なサブミクロン粉末を添加した後、さらに混合してもよい。このペーストを次いで前述の通り塗工すればよい。
12 翼形部
14 ダブテール
16 前縁
18 後縁
24 中心面
40 プリプレグプライ
41 根元部プライ
42 比較的小さい(プリプレグ)プライ
44 比較的大きい(プリプレグ)プライ
110 (不連続強化)インサート
510 インサート
520 インサート
530 インサート
540 インサート
550 インサート
560 インサート
570 インサート
610 狭翼弦タービン動翼
612 後縁
614 空気通路
650 不連続強化複合材料後縁インサート
652 第1の端部
654 負圧面
656 第2の端部
658 正圧面
680 リブインサート
690 内側巻装プライ
710 セラミックインサート
730 セラミックインサート
750 セラミックインサート
760 セラミックインサート
770 セラミックインサート
772 ダブテール
780 セラミックインサート
782 コーナー
790 セラミックインサート
Claims (9)
- セラミックマトリックス複合材料部品(10)の製造方法であって、
複数のプリプレグ層(40)と不連続強化複合材料インサート(650,680)との組合せを含むセラミックマトリックス部品(10)であって、複数の小さな切断プライを不連続強化複合材料インサートで置き換えたセラミックマトリックス部品(10)をモデリングする工程と、
不連続強化複合材料インサート用の材料を混合する工程と、
複数のプリプレグ層を用意する工程と、
プリプレグ層をレイアップする工程と、
従前小さな切断プライで占められていた位置でプリプレグ層に隣接して不連続強化複合材料インサート材料を配置する工程と、
プリプレグ層と不連続強化複合材料インサート材料との集合体を形成する工程と、
熱及び圧力の下で集合体を硬化させて、セラミックマトリックス部品を形成する工程と
を含んでなる方法。 - 前記モデリング工程で、薄い縁部を形成するために複数の小さな切断プライを置き換える、請求項1記載の方法。
- 前記モデリング工程で、動翼(610)の後縁(612)を形成するために複数の小さな切断プライを置き換える、請求項2記載の方法。
- 前記モデリング工程で、動翼(610)の後縁(612)内の複数の小さなプライをインサート(650)で置き換える、請求項3記載の方法。
- 前記モデリング工程で、コーナー(710)の複数の小さな切断プライを置き換える、請求項1記載の方法。
- 前記コーナーがタービン動翼(610)の内部冷却通路(614)に沿って形成された内部コーナーである、請求項5記載の方法。
- 前記コーナーがタービン部品の外部コーナー(710)である、請求項5記載の方法。
- 前記モデリング工程で、動翼のダブテール部の複数の小さな切断プライを置き換える、請求項1記載の方法。
- 前記インサートでシュラウドレール構築部の複数の小さな切断プライを置き換える、請求項1記載の方法。
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