JP2016539819A - 圧縮アセンブリ及びタービンエンジン用複合材ブレード製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)糸20a、20b、22を三次元的に製織することによりプレフォーム10を作り、前記プレフォームは、翼12、ブレードのルート14、及び前記翼12と前記ルート14の間にあるブレードのタング13を同時に有し、前記糸20は、少なくとも前記プレフォームの表面において目視により確認可能に配置されたトレーサ糸22を含み、
b)前記プレフォームの基準面16に沿って配置される一連のトレーサ糸22を残して前記プレフォームを切り出すことで、前記ブレードを構成する部分の形状と寸法をとるのに適した切り出しプレフォーム10aを与え、
c)前記切り出しプレフォーム10aを予め変形させることで予備変形プレフォーム10bを与え、
d)前記予備変形プレフォーム10bを予め圧縮することで予備圧縮プレフォーム10cを与え、
e)前記予備圧縮プレフォーム10aを湿らせ、例えば乾燥オーブンでそれを乾燥することにより補強化されたプレフォーム10を与え、
f)その内部に前記補強プレフォーム10を置く射出成形型24を用意し、
g)前記補強プレフォーム全体10を含浸させて補強プレフォームの各糸20a、20b、22間の相対位置関係を保持するべく、前記射出成形型内に熱硬化性樹脂からなるバインダを噴射し、
h)前記射出成形型を加熱し、
i)前記成形型から、実質的に前記ブレードの形状と寸法を有する複合材成形品を抜き出すような、以上の各ステップを有する。
Claims (13)
- タービンエンジン用複合材ブレードを形成するため、糸(20)を三次元的に製織することにより得られる製織プレフォームを圧縮するための圧縮アセンブリであって、前記製織プレフォームは、翼(12)と、ブレードのルート(14)と、前記翼(12)と前記ルート(14)の間にあるブレードのタング(13)の夫々を予め定義するための各部分とを有し、前記圧縮アセンブリは、製織されたプレフォーム(10a)を受容するのに適した上方開口ハウジング(26)を形成する成形型(24)と、プレフォームが前記上方開口ハウジング(26)内に配置されることで前記製織プレフォーム(10b)の圧縮を可能にする圧縮アセンブリを形成するべく前記成形型(24)と協働する上下可動圧縮工具(28)とを有する、圧縮アセンブリにおいて、
前記上下可動圧縮工具(28)は少なくともルート部分(128A)を有する圧縮アセンブリ。 - 前記上下可動圧縮工具(28)はさらに、少なくとも1つのタング部分(128B)を有する請求項1に記載の圧縮アセンブリ。
- 前記ルート部分(128A)と前記タング部分(128B)は分離している請求項2に記載の圧縮アセンブリ。
- 前記ルート部分(128A)及び/又は前記タング部分(128B)は、中央圧縮ブロック(1281)を含む少なくとも3個の分割圧縮ブロック(1281−1287)に細分化され、前記3個の分割圧縮ブロック(1281−1287)は、前記中央圧縮ブロック(1281)に始まる形で夫々、別個に前記成形型(24)に向かって下降するように構成されている請求項3に記載の圧縮アセンブリ。
- 前記ルート部分(128A)は単一のブロックであり、前記タング部分(128B)は少なくとも3個の分割圧縮ブロックに細分化される請求項3又は4に記載の圧縮アセンブリ。
- さらに、前記成形型(24)に対面する前記圧縮工具の少なくとも一部を覆う変形可能な外皮(130)を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧縮アセンブリ。
- 前記変形可能な外皮(130)は、前記成形型(24)に対面する前記タング部分の表面全体を覆う請求項6に記載の圧縮アセンブリ。
- 前記圧縮工具(128)は、前記製織プレフォームが前記上方開口ハウジング(26)に置かれた際、少なくとも1本のトレーサ糸(22)の位置が見えるように構成された少なくとも1つの窓(132)を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧縮アセンブリ。
- タービンエンジン用複合材ブレードの製造方法において、その方法は、
a)糸(20a、20b、22)を三次元的に製織することによりプレフォームを作り、前記製織プレフォームは、翼(12)、ブレードのルート(14)、及び前記翼(12)と前記ルート(14)の間にあるブレードのタング(13)を形成する各部分を有し、前記糸(20a、20b、22)には、少なくとも前記製織プレフォームの表面において目視により確認可能に配置されたトレーサ糸(22)が含まれる、ステップと、
b)前記製織プレフォームの基準面(16)に沿って配置される一連のトレーサ糸(22)を残して前記製織プレフォームを切り出すことで、前記ブレードを構成する部分の形状と寸法を予め定義するように構成された切り出しプレフォーム(10a)を獲得するステップと、
c)前記切り出しプレフォーム(10a)を予め変形させることで予備変形プレフォーム(10b)を獲得するステップと、
d)前記予備変形プレフォーム(10b)を予め圧縮することで予備圧縮プレフォーム(10c)を獲得するステップと、
e)前記予備圧縮プレフォーム(10a)を湿らせ乾燥することにより補強化されたプレフォームを獲得するステップと、
f)その内部に前記補強プレフォームを置く射出成形型を用意するステップと、
g)前記補強プレフォーム全体を含浸させて補強プレフォームの各糸(20a、20b、22)間の相対位置関係を保持するべく、前記射出成形型内に熱硬化性樹脂からなるバインダを噴射するステップと、
h)前記射出成形型を加熱するステップと、
i)前記成形型から、実質的に前記ブレードの形状と寸法を有する複合材成形品を抜き出すステップとを有する、製造方法において、
前記ステップc)の間、前記予備変形は、成形型(24)によって形成されたハウジング(26)内に前記切り出しプレフォーム(10a)を配置して実行され、前記ステップd)の間に前記予備圧縮が実行される方法。 - 前記ステップd)の間、前記製織プレフォームの内の少なくとも前記ルート部分(12)が予め圧縮(10b)される請求項9に記載の方法。
- 前記ステップc)と前記ステップd)の間に、請求項1〜8のいずれか1項に記載の圧縮アセンブリが使用される請求項9又は10に記載の方法。
- ルート(14)と、翼(12)と、前記ルート(14)と前記翼(12)の間の遷移部を構成するタング(13)とを有するタービンエンジン複合材ブレードであって、前記タービンエンジン複合材ブレードは、圧縮されかつバインダで含浸された三次元的に製織された繊維からなるプレフォームを有し、前記製織プレフォームの外層を成す繊維は、前記翼(12)に隣接するタング域(13)に配置されると共に20度以下の各振れ角(A1)を有するブレードの前縁又は後縁に沿って延びるタービンエンジン用複合材ブレード。
- 請求項12に記載の複合材ブレードを備えたタービンエンジン。
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