JP2013018228A - ガスタービンエンジン用ブレードの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂をマトリックスとする複数の複合材シート10を、互いに積層して積層体11を形成する積層工程S1と、積層体11のうち、該積層体11を構成する全ての複合材シート10が積層方向に重なり合っている部位11aに3次元曲面形状を付与し、当該部位11aの中の少なくとも一部から3次元曲面形状を有する翼片12を成形する翼片成形工程S2と、複数の翼片12を、互いに重ね合わせた状態で加熱および加圧して一体化し、所定の翼面形状に成形する一体化工程S3と、を備えているガスタービンエンジン用ブレードの製造方法である。
【選択図】図7
Description
また、仮に、積層体11の各層を構成する複合材シート10間に層ずれ(面方向の位置ずれ)が生じたとしても、翼片成形工程S2において、積層体11の上記部位11aに所望の3次元曲面形状を付与した後に、積層体11の周縁部をトリミングするなどして翼片12に成形すればよく、積層体11を形成してから積層体11の各層の複合材シート10が一体化されるまでの間に、上記層ずれを厳密に管理する必要がなくなる。すなわち、従来は、例えば、熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材シートなどタック性の低い複合材シートを積層する場合は、各層の複合材シートの面方向位置を仮固定するために、一旦、積層体を加熱および加圧して平板形状に成形していたが、本実施形態にかかる製造方法によれば、この工程も省略することが可能となる。
このように、本実施形態にかかる製造方法によれば、積層工程に要する時間が大幅に短縮され、かつ、作業工程も簡略化されるため、ブレードの生産性が向上する。
すなわち本発明の実施例1にかかる製造方法によれば、上記比較例にかかる製造方法と比較して、当該所要時間が36%も短縮されることが分かる。
2…基部
3…翼部
10…複合材シート
11…積層体
11a…部位
12(12A〜12D)…翼片
13…部品
14…芯材
Claims (10)
- 熱可塑性樹脂をマトリックスとする複数の複合材シートを、互いに積層して積層体を形成する積層工程と、
前記積層体のうち、該積層体を構成する全ての複合材シートが積層方向に重なり合っている部位に3次元曲面形状を付与し、当該部位の中の少なくとも一部から3次元曲面形状を有する翼片を成形する翼片成形工程と、
複数の前記翼片を、互いに重ね合わせた状態で加熱および加圧して一体化し、所定の翼面形状に成形する一体化工程と、
を備えていることを特徴とするガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。 - 前記複合材シートは、連続繊維を強化繊維として含むことを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。
- 前記翼片成形工程は、前記積層体を加熱および加圧することで、前記積層体のうち、該積層体を構成する全ての複合材シートが積層方向に重なり合っている部位に3次元曲面形状を付与する曲面成形工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。
- 前記曲面成形工程では、複数の前記積層体を、該複数の積層体に共通の金型で加熱および加圧することで、各積層体のうち、該積層体を構成する全ての複合材シートが積層方向に重なり合っている部位に3次元曲面形状を付与することを特徴とする請求項3に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。
- 前記翼片成形工程は、前記3次元曲面形状を付与された前記積層体の周縁部をトリミングするトリミング工程を含むことを特徴とする請求項3乃至4のいずれか1項に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。
- 前記翼片成形工程は、前記積層体を加熱および加圧して一体化し、平板形状に成形する平板成形工程を含み、
前記曲面成形工程では、平板形状に成形された前記積層体を再度加熱および加圧して、前記積層体のうち、該積層体を構成する全ての複合材シートが積層方向に重なり合っている部位に3次元曲面形状を付与することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。 - 前記翼片成形工程は、前記3次元曲面形状を付与された前記積層体にテーパ形状を付与するテーパ加工工程を含むことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。
- 金属または複合材からなる部品を成形する部品成形工程を更に備え、
前記一体化工程では、前記複数の翼片を、前記部品を介在させた状態で加熱および加圧して一体化することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。 - 前記積層工程は、前記複合材シートを所定形状に切り出す切り出し工程を含み、
所定形状に切り出された前記複合材シートを、端部を揃えて積層することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。 - 前記複合材シートは、強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のガスタービンエンジン用ブレードの製造方法。
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