JP2020073419A - Ｃｍｃ構成部品を熱処理するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】CMC構成部品を熱処理するための改善されたシステムおよび方法を提供する。【解決手段】複合材構成部品１４０を熱処理するためのシステム５０および方法が提供される。システム５０は、熱システム１００と、移動装置１６０と、制御システム１７０とを含む。システム５０はまた、1つまたは複数の構成部品１４０を配置することができる複数の容器１２０を含む。1つまたは複数の構成部品１４０を中に収容する容器１２０は、熱処理中、熱システム１００によって画定されたチャンバ１１０内に取り付けていることができる。熱システム１００および容器１２０は、同じ熱システム１００および共通の容器設計を利用して、構成部品１４０を熱処理プロセスによって高密度化することができる特徴を含む。【選択図】図１

Description

本主題は一般に、セラミックマトリックス複合材(CMC:ceramic matrix composite)構成部品などの複合材構成部品の処理に関する。より詳細には、本主題は、複合材構成部品を熱処理するためのシステムおよび方法に関する。

ガスタービンエンジンは一般に、互いに流れ連通して配置されたファンおよびコアを含む。さらに、ガスタービンエンジンのコアは一般に、直列流れ順に、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを含む。作動時、空気は、ファンから圧縮機セクションの入口に供給され、空気が燃焼セクションに達するまで、圧縮機セクションで1つまたは複数の軸流圧縮機が空気を漸進的に圧縮する。燃料は圧縮された空気と混合され、燃焼セクション内で燃焼されて燃焼ガスを供給する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションに送られる。タービンセクションを通る燃焼ガスの流れはタービンセクションを駆動し、次いで、排気セクションを通って送られて、例えば、大気に流れる。

典型的には、燃焼セクションおよびタービンセクション内部の構成部品は、それらの形状のため、製造が複雑である。さらに、このような構成部品の作動環境は、高温で高圧のため、極めて過酷である。したがって、燃焼ガスの流路内の構成部品には、エンジンの所望の効率を維持するために、それらの形状および許容温度に対して厳格な要件がある。セラミックマトリックス複合材(CMC)材料は、伝統的な材料よりも、このように過酷な環境に耐えることができるので、伝統的な材料から形成されたガスタービンエンジン内部の構成部品をCMC材料で置き換えることに特に関心が持たれている。

複合材構成部品は典型的には、製造中に熱処理を受ける。例えば、複合材構成部品は、圧密化または減量プロセス、バーンアウトプロセス、および、例えば、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、または化学気相含浸プロセスなどの高密度化プロセスを受けることがある。複合材構成部品を熱処理することには特定の課題がある。例えば、典型的には、各熱プロセスは、別々の熱システム、例えば、オートクレーブまたは炉によって実行される。例えば、構成部品は、圧密化中、オートクレーブ内で処理され、バーンアウトプロセスのために炉に移され、次いで、溶融含浸のために別の熱システムに移されることがある。構成部品を熱システムから熱システムに移すことは、プロセス間の汚染を防ぐことになるが、かなりの床面積を必要とし、熱システムを維持するために多大なコストおよび維持費を必要とする。さらに、構成部品をシステムからシステムに移送することは時間がかかり、部品が損傷する機会を与える。さらに、熱システム内のチャンバまたは内部容積は典型的には大きく、内部を加熱、加圧、または真空にすることためには時間とかなりのエネルギーを必要になることがあり、したがって、このような熱システムを動作させることは費用がかかり、多くの場合、非効率である。

したがって、上記の課題の1つまたは複数に対処する改善されたシステムおよび方法が有用となろう。

本発明の態様および利点は、以下の説明で部分的に述べられ、またはその説明から明らかにされ、または本発明の実施を通じて学ぶことができる。

1つの例示的な態様では、本開示は、複合材構成部品を製造するための方法を対象とする。本方法は、プリフォームが中に配置された第1の容器を熱システムによって画定されたチャンバ内に配置するステップを含む。本方法はまた、プリフォームを未焼結部品に移行させるために、熱システムによって第1の容器内のプリフォームを高温および高圧で圧密化するステップを含む。さらに、本方法は、未焼結部品を第1の容器から取り出すステップを含む。本方法はまた、未焼結部品が中に配置された第2の容器を熱システムのチャンバ内に配置するステップを含む。加えて、本方法は、未焼結部品をバーンアウト部品に移行させるために、熱システムによって、第2の容器内の未焼結部品を高温および真空下でバーンアウトするステップを含む。さらに、本方法は、バーンアウト部品を第2の容器から取り出すステップを含む。本方法はまた、バーンアウト部品が中に配置された第3の容器を熱システムのチャンバ内に配置するステップを含む。本方法は、バーンアウト部品を複合材構成部品に移行させるために、熱システムによって、第3の容器内のバーンアウト部品を高温および真空下で高密度化するステップをさらに含む。

別の例示的な態様では、本開示は、複合材構成部品を製造するためのシステムを対象とする。本システムは、チャンバを画定する熱システムを含む。本システムはまた、チャンバ内にそれぞれ取出し可能に取付け可能な複数の容器を含み、複合材構成部品は、複数の容器のうちのいずれか1つの容器の容積内に取出し可能に挿入可能である。本システムはまた、複合材構成部品を複数の容器のいずれか1つの中に挿入し、それから取り出すための、および複数の容器のいずれか1つを熱システムのチャンバに取り付け、それから取り出すための移動装置を含む。本システムはまた、熱システムおよび移動装置と通信可能に結合された制御器を備える制御システムを含む。制御器は、複数の容器のうちの、第1の状態の複合材構成部品を有する第1の容器を熱システムのチャンバ内に取り付けるように移動装置を制御し、複合材構成部品を第1の状態から第2の状態に移行させるために、第1の熱プロセスを実行するように熱システムを作動させ、第2の状態の複合材構成部品を有する第1の容器を熱システムのチャンバから取り出すように移動装置を制御し、第2の状態の複合材構成部品を複数の容器のうちの第2の容器内に挿入するように移動装置を制御し、第2の状態の複合材構成部品を有する第2の容器を熱システムのチャンバ内に取り付けるように移動装置を制御し、複合材構成部品を第2の状態から第3の状態に移行させるために、第2の熱プロセスを実行するように熱システムを作動させるように構成される。

別の例示的な態様では、本開示は、構成部品を製造するための方法を対象とする。本方法は、構成部品が中に配置された第1の容器を熱システムによって画定されたチャンバ内に配置するステップを含み、第1の容器を配置中、構成部品は第1の状態である。さらに、本方法は、構成部品を第1の状態から第2の状態に移行させるために、第1の熱プロセスを熱システムによって実行するステップを含む。さらに、本方法は、構成部品が中に配置された第2の容器を熱システムのチャンバ内に配置するステップを含み、第2の容器を配置中、構成部品は第2の状態である。加えて、本方法は、構成部品を第2の状態から第3の状態に移行させるために、第2の熱プロセスを熱システムによって実行するステップを含む。

本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照すれば、よりよく理解されるであろう。添付の図面は、この明細書に組み込まれ、その一部を構成するものであり、本発明の実施形態を例示して、本記述と併せて本発明の原理を説明する働きをする。

当業者を対象として、最良の態様を含む本発明の完全かつ有効な開示を、添付の図を参照して本明細書に記載する。

本開示の例示的な実施形態による例示的な熱システムの概略図である。 本開示の例示的な実施形態による例示的な容器の概略図であり、構成部品がその中に配置されていることが描かれている。 本開示の例示的な実施形態による別の例示的な容器の概略図であり、複数の構成部品がその中に配置されていることが描かれている。 本開示の例示的な実施形態による、複合材構成部品を熱処理するための例示的な方法のフロー図である。 本開示の例示的な実施形態による、複合材構成部品を熱処理するための例示的な方法のフロー図である。 本開示の例示的な実施形態による、複合材構成部品を熱処理するための例示的な方法のフロー図である。 複数のプリフォームがラックの定位置に配置されるところの概略図である。 複数のプリフォームが配置された図5のラックが、容器内に配置されるところの概略図である。 図6の容器が熱システムのチャンバ内に配置されるところの概略図である。 プリフォームを未焼結部品に移行させるためにプリフォームが圧密化プロセスを受けているところの概略図である。 容器が熱システムのチャンバから取り出されるところの概略図である。 未焼結部品が容器から取り出されるところの概略図である。 未焼結部品が、同じまたは類似の形状の容器内に配置されるところの概略図である。 未焼結部品をバーンアウト部品に移行させるために未焼結部品がバーンアウトプロセスを受けているところの概略図である。 本開示の例示的な実施形態による、バーンアウト部品が溶融含浸プロセスを受けているところの概略図である。 本開示の例示的な実施形態による、複合材構成部品を製造するための例示的な方法のフロー図である。

次に、1つまたは複数の例が添付図に示されている本発明の実施形態を詳細に言及する。詳細な説明では、図面内の要素を指すために数字表示および文字表示を使用する。図面および記述における類似または同様の表示は、本発明の類似または同様の部品を指すために使用される。用語「第1の」、「第2の」、および「第3の」は、本明細書で使用するとき、1つの構成部品を別の構成部品と区別するために交換可能に使用される場合があり、個々の構成部品の位置または重要性を意味することを意図していない。

本開示の例示的な態様は、例えば、複合材構成部品などの構成部品を熱処理するためのシステムおよび方法を対象とする。1つの例示的な態様では、システムが提供される。このシステムは、熱システムと、移動装置と、移動装置内の、熱システムを制御するための制御システムとを含む。本システムはまた、熱システムによって1つまたは複数の複合材構成部品を熱処理することができる複数の容器を含む。複数の容器は、類似の形状および構成である。すなわち、容器は、共通または標準の形状および構成を有する。制御システムは、1つまたは複数の複合材構成部品を容器に挿入する、または容器から取り出すように移動装置を制御することができる。複合材構成部品は、ラックの棚の上に配置することができる。制御システムはまた、容器を熱システムによって画定されたチャンバに取り付ける、またはチャンバから取り出すように移動装置を制御することができる。

本システムによって1つまたは複数の複合材構成部品を以下の例示的な態様で熱処理することができる。まず、1つまたは複数の複合材構成部品は、真空状態にバギングしてラックの棚の上に配置することができる。次いで、ラックは、複数の容器のうちの1つの容器内に挿入することができる。移動装置は、ラックを容器内に挿入するように制御システムによって制御することができる。移動装置はまた、1つまたは複数の複合材構成部品が中に配置された容器を熱システムのチャンバ内に取り付けるように、制御システムによって制御することができる。容器の内部容積を熱システムの様々なシステムと流体接続するように、1つまたは複数の接続具または取付具を接続することができる。チャンバ内に適切に配置されると、熱システムは、例えば、圧密化プロセスなどの第1の熱プロセスを実行する。制御システムは、第1の熱プロセスを実行するように熱システムを作動させることができる。すなわち、熱システムは、容器内に正の圧力をかけることによって、1つまたは複数の複合材構成部品を加熱し、圧密化することができる。圧密化プロセスは、プリフォームを未焼結部品に移行させる。第1の熱プロセスを完了した後、容器はチャンバから取り出されて、その時点では未焼結状態である部品はバッグを外される。

次いで、未焼結部品は、同じ、または異なるが類似の形状の容器内に配置される。次いで、未焼結部品が中に配置された容器は、熱システムのチャンバ内に戻される。容器の内部容積を熱システムの様々なシステムと流体接続するように1つまたは複数の接続具または取付具をもう一度接続することができる。これは、制御システムによって自動的に行うことができる。さらに、チャンバ内に適切に配置されると、熱システムは、例えば、バーンアウトプロセスまたは熱分解プロセスなどの第2の熱プロセスを実行する。制御システムは、第2の熱プロセスを実行するように熱システムを作動させることができる。すなわち、熱システムは、高温および真空下で、未焼結部品のポリマのバインダを「バーンアウト」および/または熱分解することができる。バーンアウトプロセスは、未焼結部品をバーンアウト部品に移行させる。

次いで、バーンアウト部品は、含浸または固化のために適切にステージングされた同じ、または異なるが類似の形状の容器内に配置される。例えば、1つまたは複数の材料のパックは、1つまたは複数の複合材構成部品に隣接して配置することができる。次いで、容器は、熱システムのチャンバ内に戻され、容器の内部を熱システムのシステムと流体接続するように1つまたは複数の接続具または取付具が接続される。チャンバ内に適切に配置されると、熱システムは、例えば、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、または化学気相含浸プロセスなどの第3の熱プロセスを実行する。制御システムは、第3の熱プロセスを実行するように熱システムを作動させることができる。すなわち、熱システムは、高温および真空または不活性雰囲気で、バーンアウト部品を溶融含浸および/または固化することができる。溶融含浸、ポリマ含浸熱分解、および/または化学気相含浸プロセスは、バーンアウト部品を高密度化部品に移行させる。その後、高密度化部品は、必要に応じて仕上げ加工されて最終的な複合材構成部品を形成することができる。上記のシステムを利用いてこのような構成部品を熱処理するための方法もまた本明細書で提供される。

図1は、本開示の例示的実施形態による、複合材構成部品140を製造するための例示的なシステム50の概略図である。全体として、システム50は、熱システム100と、移動装置160と、熱システム100および移動装置160と通信可能に結合された1つまたは複数の制御器172を含む制御システム170とを含む。熱システム100は、ガスタービンエンジン用のセラミックマトリックス複合材(CMC)構成部品などの複合材構成部品を熱処理するように動作可能に構成される。特に、本明細書でより詳細に説明するように、熱システム100は、圧密化プロセス、バーンアウトプロセス、および例えば溶融含浸プロセスなどの高密度化プロセスのうちの少なくとも2つのプロセスにおいて複合材構成部品を熱処理するように動作可能に構成される。いくつかの実施形態では、熱システム100は、圧密化プロセス、バーンアウトプロセス、および高密度化プロセス、例えば、溶融含浸プロセスのそれぞれのプロセスにおいて複合材構成部品を熱処理するように動作可能に構成される。他の実施形態では、他の材料から形成された構成部品を熱システム100によって熱処理することができる。例えば、金属材料、単一材料、または他の複合材料から形成された構成部品を熱システム100によって熱処理することができる。システム50の移動装置160は、システム50の様々な構成部品を、例えば、熱システム100に入れる、または熱システム100から出すように動作可能に構成される。制御システム170は、熱システム100、移動装置160、およびシステム50の他の構成部品を含むシステム50を制御するように動作可能に構成される。

図1に示されているように、システム50の熱システム100はハウジング102を含む。ハウジング102は、熱システム100によって定められた鉛直方向Vに沿って頂部104と底部106との間を延在する。熱システム100は、ハウジング102の底部106にキャスタ108を含む。このようにして、熱システム100は、例えば、製造設備のあちこちに移動可能である。さらに、熱システム100はチャンバ110を画定する、より詳細には、熱システム100のハウジング102はチャンバ110を画定する。チャンバ110は、図1に示されているように、容器120を受け入れるような大きさである。容器120は、チャンバ110内に取出し可能に取付け可能である。すなわち、容器120は、図1に示されているように、チャンバ110内に取り付けることができ、また、例えば、熱プロセスの完了後に、チャンバ110から取り出すことができる。例えば、移動装置160は、容器120を熱システム100のチャンバ110内に入れる、およびチャンバ110から出すように構成することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、容器120は、手動でチャンバ内に入れる、およびチャンバ110から出すことができる。さらに示されているように、容器120は容積125を画定する。複合材構成部品140は、容器120の容積125内に取出し可能に挿入可能である。すなわち、複合材構成部品140は、容積125内に挿入することができ、また、例えば、熱プロセスの完了後に、容積125から取り出すことができる。例えば、移動装置160は、複合材構成部品140を容器120の容積125内に入れる、および容積125から出すように構成することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、複合材構成部品140は、手動で容器120内に入れる、および容器120から出すことができる。

図1にさらに示されているように、システム50は、1つまたは複数のコンピューティング装置または制御器172を含む制御システム170を含む。上記のように、制御システム170は、システム50の様々なシステムおよび装置を制御するように動作可能に構成される。図1には制御器172は1つだけしか示されていないが、制御システム170は、制御器またはコンピューティング装置のシステムを含むことができる。制御システム170の制御器172のそれぞれは、1つまたは複数のプロセッサと、1つまたは複数のメモリ装置とを含むことができる。1つまたは複数のプロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、ロジック装置、および/または他の適切な処理装置などの任意の適切な処理装置を含むことができる。1つまたは複数のメモリ装置は、限定するものではないが、非一時的コンピュータ読取可能な媒体、RAM、ROM、ハードドライブ、フラッシュドライブ、および/または他のメモリ装置を含む1つまたは複数のコンピュータ読取可能な媒体を含むことができる。1つまたは複数のメモリ装置は、1つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能な情報を記憶することができ、これらの情報は、1つまたは複数のプロセッサによって実行することができるコンピュータ読取可能な命令を含む。これらの命令は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、1つまたは複数のプロセッサに動作を行わせる命令の任意のセットであることができ、これらの動作は、例えば、制御器172が構成される目的である動作および機能のうちのいずれかで、例えば、システム50の様々な態様を作動させ、制御することなどである。命令は、任意の適切なプログラミング言語で記述されたソフトウェアとすることができる、または、ハードウェアに実装することができる。これに加えておよび/またはこれに代えて、命令は、プロセッサ上で、論理的および/または仮想的に独立したスレッドで実行することができる。

メモリ装置は、1つまたは複数のプロセッサによってアクセスすることができるデータを記憶することができる。例えば、データは、熱システム100のチャンバ110内に配置された構成部品を熱処理するための温度および圧力設定値、製造設備のあちこちにある容器120および/または構成部品を移動するように構成された移動装置160を移動するための設定値などを含むことができる。データはまた、本明細書で示され、かつ/または説明される他のデータセット、パラメータ、出力、情報などを含むことができる。制御器172はまた、例えば、システム50の他の構成部品と通信するための通信インターフェースを含むことができる。通信インターフェースは、例えば、送信器、受信器、ポート、制御器、アンテナ、および/または他の適切な構成部品を含む、1つまたは複数のネットワークまたは電子部品と接続するための任意の適切な構成部品を含むことができる。通信インターフェースを使用して、例えば、ローカルエリアネットワーク(LAN:local area network)、ワイドエリアネットワーク(WAN:wide area network)、VHFネットワーク、HFネットワーク、Wi-Fiネットワーク、WiMAXネットワーク、ゲートリンクネットワーク、および/または任意の他の適切な通信ネットワークなどの1つまたは複数のネットワークにわたって他の電子装置と通信することができる。通信インターフェースは、広範な通信プロトコルを使用して1つまたは複数のネットワークにわたって通信することができる。通信インターフェースは、データバス、または制御器172を他の電子装置と通信可能に結合する有線および/または無線通信リンクの組合せを含むことができる。

図2は、図1の容器120の概略拡大図であり、構成部品140がその中に配置されていることが描かれている。容器120は、例えば、容器120の容積125に選択的にアクセスすることができるように、密閉された閉鎖位置(図2に示されている)と開放位置との間を動くことができるアクセス部材124を含む。アクセス部材124は、図2に描かれた実施形態では、頂部カバーとして示されているが、アクセス部材124は、他の場所に配置されてもよく、他の適切な場所へ選択的にアクセスすることができるように容器120に設けてもよい。例えば、アクセス部材124は、容器120に回転可能に取り付けられたドアであってもよい。さらに、いくつかの実施形態では、容器120は、複数のアクセス部材を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、容器120は、両方共、密閉された閉鎖位置と開放位置との間を(同じ時に、または異なるときに)動くことができる頂部カバーおよび底部カバーを含んでもよい。

図1および図2を参照すると、容器120は、容器120への入口を定める入口ポート126と、吸引ポート128と、出口または圧力開放出口を定める出口ポート130とを含む。図1に最もよく示されているように、容器120が、熱システム100のチャンバ110内に取り付けられると、導管132、134、136は、ポート126、128、130にそれぞれ選択的に接続することができる。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のポート126、128、130は、流体がポートを流れる、または通過することができる開放位置と、流体がポートを流れる、または通過することを妨げられるまたは制限される閉鎖位置との間を選択的に動くことができる弁を含んでもよい。他の実施形態では、弁は、流体が容器120の容積125に流れる、または容積125から流れることを選択的に可能にするように、導管132、134、136に沿ってポート126、128、130の上流または下流に配置されてもよい。さらに、図1に示されているように、熱システム100は、熱処理中に、例えば、容器120の容積125内に配置された構成部品140などのチャンバ110内の内容物を選択的に加熱するための熱源114を含む。熱源114は、任意の適切な加熱源とすることができる。例えば、熱源114は、放射熱源、抵抗熱源、および/または誘導熱源とすることができる。いくつかの実施形態では、熱システム100は、複数の熱源を含んでもよい。

上記のように、複合材構成部品140は、例えば、ガスタービンエンジンのシュラウドセグメントなどのCMC構成部品とすることができる。しかしながら、複合材構成部品140は、他の適切な構成部品であってもよい。例えば、複合材構成部品140は、ガスタービンエンジンの燃焼セクション、高圧タービン、および/または低圧タービン内に配置された構成部品などの、ガスタービンエンジンの高温ガス通路に沿って配置された他の構成部品であってもよい。図2に示されているように、いくつかの実施形態では、単一の複合材構成部品が容器120内に配置されて熱処理されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、下記で説明するように、複数の複合材構成部品140が同時に熱処理されてもよい。

図3は、別の例示的な容器120の概略図であり、複数の構成部品140がその中に配置されていることが描かれている。図2の容器120の容積125内には構成部品140は1つだけ配置されて示されているが、いくつかの実施形態では、図3に描かれているように、複数の構成部品140を容器120の容積125内に配置することができる。図3に示すように、構成部品140は、ラック150に配置または取り付けることができる。より詳細には、ラック150は、1つまたは複数の構成部品140を配置することができる1つまたは複数の棚152を含むことができる。ラック150はまた、例えば、アクセス部材124が開放位置にあるとき、移動装置がラック150を容器120に入れる、および容器120から出すことができるように、移動装置がラック150に取り付くための取付け手段を備えた取付け部材154を含む。例えば、移動装置160は、クレーンまたはロボットアームとすることができる。取付け部材154は、例えば、フックまたは輪とすることができる。

このような複合材構成部品140のために使用される例示的なCMC材料は、炭化ケイ素、ケイ素、シリカ、またはアルミナマトリックス材料、およびこれらの組合せを含むことができる。サファイアおよび炭化ケイ素(例えば、TextronのSCS-6)のようなモノフィラメント含む酸化安定強化繊維、ならびに炭化ケイ素(例えば、日本カーボンのNICALON(登録商標)、宇部興産のTYRANNO(登録商標)、およびDow CorningのSYLRAMIC(登録商標))およびケイ酸アルミナ(例えば、Nextelの440および480)を含むロービングおよびヤーン、および、チョップドウィスカおよび繊維(例えば、Nextelの440およびSAFFIL(登録商標))、随意にセラミック粒子(例えば、Si、Al、Zr、Y、およびこれらの組合せの酸化物)および無機充填材(例えば、パイロフィライト、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カイヤナイト、およびモンモリロナイト)などのセラミック繊維をマトリックス内に埋め込むことができる。CMC材料は、約1000〜1200°Fの温度範囲において約1.3×10^-6in/in/°F〜約3.5×10^-6in/in/°Fの範囲の熱膨張係数を有することができる。

このようなCMC構成部品の例示的な製作プロセスは、マトリックス材料の前駆体、および1つまたは複数の有機バインダを含むスラリを含浸させた補強材(例えば、炭素繊維)を含む「プリプレグ」、またはテープ状構造体から形成された1つまたは複数の層をレイアップすることを含むことができる。プリプレグテープは、前駆体を所望のセラミックに変換するように処理(焼成を含む)を受ける。その結果生じたプリプレグの多数のプライは、次いで、積み重ねられ、減量されてプリフォームを形成する。

その後、プリフォームは、熱処理を受けることができる。詳細には、プリフォーム構成部品は、圧密化プロセス、バーンアウトプロセス、および固化プロセス、例えば、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、または化学気相含浸プロセスを受けてプリフォームを硬化することができる。このような熱プロセスは、本明細書でより詳細に説明するような熱システム100によって実行することができる。レイアッププロセス後、プリフォームは、圧密化されて、高温および高圧を受けることができる。圧密化プロセスは、プリフォームをプリフォームから未焼結構成部品に移行させる。圧密中に様々な揮発物を除去することができる。その後、未焼結構成部品は、バーンアウトプロセスを受けて過剰なバインダなどを「バーンアウト」することができる。より詳細には、真空中または不活性雰囲気中で未焼結構成部品を加熱(すなわち、焼成)すると、バインダが分解され、溶剤が除去され、前駆体が所望の熱分解材料に変換される。バーンアウトプロセスは、未焼結構成部品をバーンアウト構成部品に移行させる。次に、バーンアウト構成部品は、ケイ素または別の適切な材料が、構成部品を溶融含浸するように焼成される溶融含浸プロセスを受けることができる。バーンアウトプロセス中にバインダが分解すると、多孔質の熱分解バーンアウト構成部品が生じる。バーンアウト構成部品は、高密度化、例えば、溶融含浸(MI:melt infiltration)、ポリマ含浸熱分解(PIP:polymer impregnation and pyrolysis)、化学気相含浸(CVI:chemical vapor infiltration)を受けて空隙を埋めることができる。一例では、熱分解された構成部品がケイ素とともに焼成された場合、構成部品はケイ素の溶融含浸を受けることができる。いくつかの実施形態では、高密度化および焼成は、約1200℃を超える温度で行って、ケイ素または他の適切な材料またはこれらの材料の組合せを構成部品内に溶融含浸させることができる。その後、高密度化された複合材構成部品は、必要に応じて仕上げ加工されて最終的な複合材構成部品を形成することができる。例えば、構成部品は、例えば、構成部品を公差内に入れるため、および、構成部品を所望の形状にするために研削またはその他機械加工することができる。複合材構成部品を熱処理することができる例示的な態様を下記に提供する。

次に、図4Aから図13を参照すると、本開示の例示的な実施形態による、複合材構成部品(または、複数の複合材構成部品)を熱処理するための例示的な方法(200)が提供される。特に、図4A、図4B、および図4Cは、方法(200)のフロー図である。例えば、1つまたは複数の複合材構成部品は、方法(200)に従って、図1の熱システム100を用いて熱処理することができる。いくつかの実施態様では、方法(200)のいくつかまたはすべては手動で実施することができる。さらに他の実施態様では、方法(200)のいくつかまたはすべては自動的に実施することができる。図5は、複数のプリフォームがラックの定位置に配置されるところの概略図である。図6は、複数のプリフォームが配置された図5のラックが、容器内に配置されるところの概略図である。図7は、図6の容器が熱システムのチャンバ内に配置されるところの概略図である。図8は、プリフォームを未焼結部品に移行させるためにプリフォームが圧密化プロセスを受けているところの概略図である。図9は、容器が熱システムのチャンバから取り出されるところの概略図である。図10は、未焼結部品が容器から取り出されるところの概略図である。図11は、未焼結部品が、同じまたは類似の形状の容器内に配置されるところの概略図である。図12は、未焼結部品をバーンアウト部品に移行させるために未焼結部品がバーンアウトプロセスを受けているところの概略図である。図13は、バーンアウト部品が溶融含浸プロセスを受けているところの概略図である。

(202)において、図4Aに示されているように、方法(200)はプリフォームをバギングするステップを含む。より詳細には、プリフォームをレイアップした後、プリフォームは、真空下でバッグ内にバギングされてバギングされたプリフォームを形成することができる。例えば、図5に示されているように、複数のプリフォーム142(すなわち、プリフォーム状態の複数の複合材構成部品)はそれぞれ、真空下でバッグ143(図5では仮想線で表されている)内にバギングされ、または配置されてバギングされたプリフォームを形成して示されている。本明細書でさらに説明されるように、圧密化後、プリフォーム142はバギングされたプリフォームである。さらに、圧密化後、バッグ143は、その時点では未焼結状態である部品から取り外される。

(204)において、図4Aを参照すると、方法(200)は、バギングされたプリフォームを第1の容器内に配置するステップを含む。例えば、図5に示されているように、プリフォーム142が(202)においてバッグ143内にバギングされた後、バギングされたプリフォームは、ラック150の棚152の上に配置される。この例では、バギングされた1つのプリフォームが、ラック150の各棚152の上に配置される。しかしながら、他の例では、ラック150の各棚152の上に配置されるバギングされたプリフォームは1つより多くても、少なくてもよい。図6に示されているように、バギングされたプリフォームがラック150の棚152の上に配置された後、ラック150の棚152に配置されたバギングされたプリフォームを有するラック150は、第1の容器121内に挿入される。第1の容器121は上記の容器120であってもよいし、または類似の構成の容器であってもよい。いくつかの実施態様では、バギングされたプリフォームを有するラック150は、移動装置160によって第1の容器121(アクセス部材124は開放位置になるように取り外されている)内に挿入される。移動装置160は、ラック150およびバギングされたプリフォームが、第1の容器121の容積125内に挿入されるように、ラック150を鉛直方向Vに沿って下方に下げる(矢印Dで示す)。移動装置160は、取付け部材154においてラック150に接続される。この実施態様に対して、制御システム170は、ラック150を第1の容器121内に移動するように移動装置160に命令、または移動装置160を制御し、移動装置160はその動作を自動的に実行する。代替の実施態様では、ラック150は、手動で第1の容器121内に挿入されてもよい。

(206)において、図4Aを再び参照すると、方法(200)は、プリフォームが中に配置された第1の容器を熱システムによって画定されたチャンバ内に配置するステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、図7を参照すると、バギングされたプリフォームが配置されたラック150が、(図6に示されているように)移動装置160によって第1の容器121内に挿入された後、移動装置160は、バギングされたプリフォームが中に配置された第1の容器121を熱システム100によって画定されたチャンバ110内に移動または配置する。制御システム170は、第1の容器121をチャンバ110内に自動的に配置するように移動装置160を制御することができる。しかしながら、代替の実施形態では、バギングされたプリフォームが中に配置された第1の容器121は、手動でチャンバ110内に配置されてもよい。

(208)において、図4Aを再び参照すると、方法(200)は、プリフォームを未焼結部品に移行させるために、熱システムによって、容器内のプリフォームを高温および高圧で圧密化するステップを含む。例えば、図8に示されているように、熱システム100が、バギングされたプリフォーム142を圧密化していることが示されている。詳細には、圧密化プロセス中、熱システム100は、加熱源114を用いてチャンバ110を加熱することができる。したがって、第1の容器121およびその中に配置されたプリフォーム142は、図8において「H」で示されているように、高温に加熱することができる。

さらに、熱システム100は、導管132を通して第1の容器121の容積125に加圧空気を供給することができる。圧密化の前に、加圧流体源116は、第1の容器121によって画定された容積125と流体連通して接続される。加圧流体源116は、例えば、熱システム100のタンク内に貯蔵された圧縮空気とすることができる。熱システム100は、空気を加圧するための圧縮機、および加圧空気を第1の容器121に移すためのポンプを含むことができる。圧縮機およびポンプは、熱システム100の中または外に配置することができる。矢印Aで示された加圧空気は、入口ポート126を通って第1の容器121の容積125に入って、その中に配置された複合材構成部品140を圧密化することができる。圧密化中、第1の容器121の容積125は密閉され、加圧流体源116からの加圧空気Aは、容積125に供給されて、高圧および高温で容積125を加圧する。図8に示されているように、第1の容器121の容積125内に加圧空気をかけると、第1の容器121内は、図8において「+P」で示された正の圧力になる。圧密化プロセス中または圧密化プロセス完了時、加圧空気Aは、出口ポート130を通って第1の容器121の容積125を出ることができ、導管136を通ってチャンバ110から排出することができる。

第1の容器121の容積125はチャンバ110の容積より小さいので、第1の容器121内で構成部品140を圧密化することによって、構成部品140を加圧するのに必要な時間は短くて済む。さらに、より全体的にチャンバ110を加熱する代わりに、第1の容器121内の構成部品140を加熱することに熱源114を集中させることができる。したがって、構成部品140の加熱をより効率的に達成することができる。さらに、第1の容器121はチャンバ110より小さいので、昇温するためのサーマルマスはより小さく、したがって、より急速な部品の加熱を達成することができる。

(210)において、図4Aをもう一度参照すると、方法(200)は、第1の容器を熱システムのチャンバから取り出すステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、図9を参照すると、(208)における圧密化後、移動装置160は、未焼結部品144が中に配置された第1の容器121をチャンバ110から取り出す。制御システム170は、例えば、(208)における圧密化プロセスの完了後、第1の容器121をチャンバ110から自動的に取り出すように移動装置160を制御することができる。しかしながら、代替の実施形態では、未焼結部品144が中に配置された第1の容器121は、手動でチャンバ110から取り出されてもよい。

(212)において、図4Aをもう一度参照すると、方法(200)は、未焼結部品を第1の容器から取り出すステップを含む。例えば、図10に示されているように、移動装置160は、アクセス部材124(図10には図示されず)を取り外すことができ、取付け部材154によってラック150に接続することができる。移動装置160は、ラック150および未焼結部品144が、第1の容器121の容積125から取り出されるように、ラック150を鉛直方向Vに沿って上方に動かす(矢印Uで示す)。この実施態様に対して、制御システム170は、ラック150を第1の容器121から取り出すように移動装置160に命令、または移動装置160を制御し、移動装置160はその動作を自動的に実行する。代替の実施態様では、ラック150は、手動で第1の容器121から取り出されてもよい。

(214)において、図4Bを参照すると、方法(200)は、未焼結部品からバッグを取り外すステップを含む。例えば、(208)における圧密化後、バッグは未焼結部品から取り外される。バッグは、任意の適切な方法で取り外すことができる。一例として、移動装置160または別の適切な自動システムが未焼結部品からバッグを取り外すことができる。別の例として、バッグは、手動で未焼結部品から取り外されてもよい。

(216)において、図4Bを再び参照すると、方法(200)は未焼結部品を第2の容器内に配置するステップを含む。いくつかの実施態様では、第2の容器は第1の容器である。したがって、未焼結部品は、圧密化プロセス用に使用された容器と同じ容器内に挿入することができる。代替の実施態様では、第2の容器と第1の容器は異なるが、類似の形状の容器である。例えば、第1の容器は、第2の容器と同じ、または実質的に同じ幾何形状を有することができる。さらに、第2の容器は、第1の容器と同じポート126、128、130、およびアクセス部材124(図2)を有することができる。さらに、第2の容器のポートおよびアクセス部材は、第1の容器のポート126、128、130およびアクセス部材と同じ位置に配置することができる。したがって、第2の容器は、第1の容器と実質的に同じように構成することができる。

図11に示されているように、(214)において、バッグが未焼結部品144から取り外された後、未焼結部品144は、ラックの棚の上に配置することができる。例えば、未焼結部品144は、圧密化プロセス中に使用されたラック150の棚152の上に戻されてもよく、または、未焼結部品144は、ラック150と同じ構成の異なるラックの上に配置されてもよい。未焼結部品144がラック150の棚152の上に配置された後、ラック150は、第2の容器122内に挿入される。上記のように、第2の容器122は第1の容器121と同じであってもよいし、または、異なる容器であるが類似の形状および構成であってもよい。いくつかの実施態様では、未焼結部品144が配置されたラック150は、移動装置160によって第2の容器122(アクセス部材124は開放位置になるように取り外されている)内に配置される。移動装置160は、ラック150および未焼結部品144が、第2の容器122の容積125内に挿入されるように、ラック150を鉛直方向Vに沿って下方に下げる(矢印Dで示す)。移動装置160は、取付け部材154においてラック150に接続される。この実施態様に対して、制御システム170は、ラック150を第2の容器122内に移動するように移動装置160に命令、または移動装置160を制御し、移動装置160はその動作を自動的に実行する。代替の実施態様では、ラック150は、手動で第2の容器122内に配置されてもよい。

(218)において、図4Bを参照すると、方法(200)は、未焼結部品が中に配置された第2の容器を熱システムのチャンバ内に配置するステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、第2の容器は、第1の容器が、(206)において上記のようにチャンバ内に配置されるのと同じように、または実質的に同じように、熱システムのチャンバ内に配置することができる。詳細には、未焼結部品144が配置されたラック150が、移動装置160によって第2の容器122内に挿入された後、移動装置160は、第2の容器122をチャンバ110内に移動または配置する。制御システム170は、第2の容器122をチャンバ110内に自動的に配置するように移動装置160を制御することができる。しかしながら、代替の実施形態では、未焼結部品144が配置された第2の容器122は、手動でチャンバ110内に配置されてもよい。

(220)において、図4Bを参照すると、方法(200)は、未焼結部品をバーンアウト部品に移行させるために、熱システムによって、第2の容器内の未焼結部品を高温および真空下でバーンアウトするステップを含む。(220)におけるバーンアウトプロセス中、未焼結部品のそれぞれのポリマのバインダは「バーンアウト」される。一例として、図12に示されているように、熱システム100が、未焼結部品144をバーンアウトしていることが示されている。詳細には、バーンアウトプロセス中、熱システム100は、加熱源114を用いてチャンバ110を加熱する。したがって、第2の容器122およびその中に配置された未焼結部品144は、図12において「H」で示されているように、高温に加熱される。さらに、熱システム100は、第2の容器122の容積125内を真空にする。すなわち、熱システム100は、空気を吸引ポート128および導管134を通して第2の容器122の容積125から移動させることによって、チャンバ110内を負の圧力または真空にする。第2の容器122の容積125内に生じた負の圧力または真空は、図12において「-P」で示されている。第2の容器122の容積125内を真空にするために、空気は、第2の容器122の容積125から引かれ、または移動させられて、図12において「E」で示されているように、熱システム100から排出される。真空中または不活性雰囲気中で未焼結部品144をバーンアウトすると、バインダが分解され、溶剤が除去され、前駆体が所望の熱分解材料に変換される。(220)におけるバーンアウトプロセスは、未焼結部品144をバーンアウト部品146に移行させる。

第2の容器122の容積125はチャンバ110の容積より小さいので、第2の容器122内で未焼結部品144をバーンアウトすることによって、第2の容器122の容積125内を真空にするのに必要な時間は短くて済む。さらに、より全体的にチャンバ110を加熱する代わりに、第2の容器122内の未焼結部品144を加熱することに熱源114を集中させることができる。したがって、未焼結部品144の加熱をより効率的に達成することができる。さらに、第2の容器122はチャンバ110より小さいので、昇温するためのサーマルマスはより小さく、したがって、より急速な部品の加熱を達成することができる。

(222)において、図4Bを参照すると、方法(200)は、第2の容器を熱システムのチャンバから取り出すステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、第2の容器は、第1の容器が、(210)において上記のようにチャンバから取り出されるのと同じように、または実質的に同じように、熱システムのチャンバから取り出すことができる。詳細には、いくつかの実施態様では、(220)におけるバーンアウトプロセスの完了後、移動装置160は、バーンアウト部品146が中に配置された第2の容器122をチャンバ110から取り出す。制御システム170は、例えば、(220)におけるバーンアウトプロセスの完了後、第2の容器122をチャンバ110から自動的に取り出すように移動装置160を制御することができる。しかしながら、代替の実施形態では、バーンアウト部品146が中に配置された第2の容器122は、手動でチャンバ110から取り出されてもよい。

(224)において、図4Bを参照すると、方法(200)は、バーンアウト部品を第2の容器から取り出すステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、バーンアウト部品は、未焼結部品が、(212)において上記のように第1の容器から取り出されるのと同じように、または実質的に同じように、第2の容器から取り出すことができる。詳細には、いくつかの実施形態では、移動装置160は、アクセス部材124を取り外すことができ、取付け部材154によってラック150に接続することができる。移動装置160は、ラック150およびバーンアウト部品146が、第2の容器122の容積125から取り出されるように、ラック150を鉛直方向Vに沿って上方に動かす。この実施態様に対して、制御システム170は、ラック150を第2の容器122から取り出すように移動装置160に命令、または移動装置160を制御し、移動装置160はその動作を自動的に実行する。代替の実施態様では、ラック150は、手動で第2の容器122から取り出されてもよい。

(226)において、図4Cを参照すると、方法(200)はバーンアウト部品を第3の容器内に配置するステップを含む。いくつかの実施態様では、第3の容器は第2の容器と同じ容器である。したがって、バーンアウト部品は、バーンアウトプロセス用に使用された容器と同じ容器内に挿入することができる。さらに、いくつかの実施態様では、第3の容器は第2の容器であり、第2の容器は第1の容器である。したがって、バーンアウト部品は、バーンアウトプロセスおよび圧密化プロセス用に使用されたものと同じ容器内にまた挿入することができる。代替の実施態様では、第3の容器と第2の容器は異なるが、類似の形状の容器である。例えば、第3の容器は、第2の容器と同じ、または実質的に同じ幾何形状を有することができる。さらに、第3の容器は、第2の容器と同じポート126、128、130、およびアクセス部材124(図2)を有することができる。さらに、第3の容器のポートおよびアクセス部材は、第2の容器のポート126、128、130およびアクセス部材と同じ位置に配置することができる。したがって、第3の容器は、第2の容器と実質的に同じように構成することができる。さらに、いくつかの実施態様では、第3の容器は、第1の容器および/または第2の容器と実質的に同じように構成することができる。いくつかの例示的な実施態様では、図11に最もよく示されているように、システム50は、実質的に同じような形状および構成の複数の容器120を含む。図11に示されているように、複数の容器120のうちの第1の容器121、第2の容器122、および第3の容器123は、類似の形状および構成である。さらに、いくつかの実施態様では、バーンアウト部品は、未焼結部品が、(216)において上記のように、および図11に示すように、第2の容器内に配置されるのと同じように、または実質的に同じように、第3の容器内に配置される。

(228)において、図4Cを再び参照すると、方法(200)は、溶融含浸用に第3の容器をステージングするステップを含む。第3の容器は、(226)においてバーンアウト部品を第3の容器内に配置する前に、またはその後にステージングされてもよい。いくつかの実施態様では、第3の容器をステージングするステップは、第3の容器内に配置されたバーンアウト部品に隣接して材料のパックを配置するステップを含む、あるいは、バーンアウト部品がまだ第3の容器内に配置されていなければ、材料のパックは、ラックの棚の上に、または、バーンアウト部品が配置される場所に近接して配置されてもよい。いくつかの態様では、材料のパックはケイ素材料から形成される。他の実施態様では、パックは、多孔質の熱分解されたバーンアウト部品を溶融含浸するための他の適切な材料から形成されてもよい。

(230)において、図4Cをさらに参照すると、方法(200)は、バーンアウト部品を高密度化状態に移行させるために、熱システムによって、第3の容器内のバーンアウト部品を高温および真空下で溶融含浸するステップを含む。(230)における溶融含浸プロセス中、材料のパックは、例えば、多孔質の熱分解されたバーンアウト部品を高密度化するために、バーンアウト部品内に「溶融含浸」する、または溶け込むように促進される。一例として、図13に示されているように、熱システム100が、バーンアウト部品146を溶融含浸していることが示されている。詳細には、溶融含浸プロセス中、熱システム100は、加熱源114を用いてチャンバ110を加熱する。図13において「H」で示された、チャンバ110の加熱によって、パック180はバーンアウト部品146に溶け込む。さらに、熱システム100は、第3の容器123の容積125内を真空にする。すなわち、熱システム100は、空気を吸引ポート128および導管134を通して第3の容器123の容積125から移動させることによって、チャンバ110内を負の圧力または真空にする。第3の容器123の容積125内に生じた負の圧力または真空は、図13において「-P」で示されている。第3の容器123の容積125内を真空にするために、空気は、第3の容器123の容積125から引かれ、または移動させられて、図13において「E」で示されているように、熱システム100から排出される。高温において、真空下でバーンアウト部品146を溶融含浸すると、例えば、パック180で空隙を埋めることによって、バーンアウト部品146は高密度化される。いくつかの実施態様では、パック180はケイ素から形成される。(230)における溶融含浸プロセスは、バーンアウト部品146を高密度化部品148に移行させる。いくつかの代替の実施態様では、(230)において、方法(200)は、バーンアウト部品を複合材構成部品に移行させるために、熱システムによって、第3の容器内のバーンアウト部品を高温および真空下で高密度化するステップを含む。

いくつかの実施態様では、上記のように、(230)においてバーンアウト部品を高密度化するステップは、第3の容器内のバーンアウト部品を高温および真空下で溶融含浸するステップを含む。いくつかの代替の実施態様では、方法(200)は、バーンアウト部品を高密度化状態に移行させるために、(230)における溶融含浸するステップの代わりに、熱システムによって、第3の容器内のバーンアウト部品を化学気相含浸するステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、(230)における化学気相含浸するステップは、気体の前駆体を第3の容器内に流すステップを含む。気体の前駆体は、高温で第3の容器内に流すことができる。気体の前駆体は、入口ポート126または別の専用ポートを通って第3の容器に流入する。気体の前駆体は、例えば、メチルトリクロロシラン、トリクロロシラン、他のケイ素含有前駆体、ホウ素含有前駆体などを含むいくつかの適切な化合物とすることができる。さらに、いくつかの実施態様では、質量流量制御器を利用して、第3の容器に入る気体の前駆体の質量流量を制御して、バーンアウト部品を所望の密度に高密度化することができる。質量流量制御器は、1つまたは複数の制御器172と通信可能に結合することができ、したがって、制御器172によって制御することができる。

さらに他の代替の実施態様では、方法(200)は、バーンアウト部品を高密度化状態に移行させるために、(230)における溶融含浸するステップの代わりに、熱システムによって、第3の容器内のバーンアウト部品を含浸熱分解するステップを含む。例えば、いくつかの実施態様では、(230)における含浸熱分解するステップは、第3の容器内のポリマ樹脂でバーンアウト部品を高温および真空下で含浸するステップを含む。ポリマ樹脂は、例えば、ポリメチルシラン、ポリシラザンなどを含む任意の適切なケイ素含有樹脂とすることができる。ポリマ樹脂で含浸すると、バーンアウト部品は高温で熱分解し、上記のようにポリマ樹脂で再含浸することができる。バーンアウト部品は、繰返しプロセスで繰り返して含浸熱分解されて、目標の部品密度または機械的性質を達成することができる。移動装置160は、(230)における含浸熱分解の繰返しプロセス中、第3の容器をチャンバ110に、およびチャンバ110から移動することができる。

(232)において、方法(200)は、複合材構成部品を形成するために、必要に応じて、高密度化部品を仕上げ加工するステップを含む。例えば、前記のように、高密度化部品148は、例えば、構成部品を公差内に入れるため、および、構成部品を所望の形状にするために研削またはその他機械加工することができる。

上記の方法(200)は、いくつかの利点および恩恵を提供する。例えば、方法(200)は、複合材構成部品を熱処理するために単一の熱システムを使用して実施することができる。したがって、複合材構成部品を圧密化、バーンアウト、および高密度化するために、複合材構成部品をシステムからシステムへとあちこち動かす必要はない。これによって、時間、資源、床面積を節約することができ、より大きな融通性をもって構成部品を熱処理することができる。さらに、システムの容器が共通の構成および形状であることによって、構成部品の熱処理がより自動化しやすくなる。例えば、移動装置は、構成部品を容器に挿入し、容器から取り出すために上記のように制御システムによって制御することができ、また、容器を熱システムのチャンバに取り付ける、またはチャンバから取り出すように制御することができる。容器を共通にする設計によって、熱処理全体を通して、制御された繰返し可能な構成部品の移動が容易になる。さらに、各容器が類似の形状および構成であるので、各容器は、圧密化、バーンアウト、および溶融含浸または高密度化プロセスのいずれにも使用することができる。例えば、上記のように、各容器は、入口および出口ポート(主として、圧密化中に使用)、ならびに吸引ポート(主として、バーンアウトおよび溶融含浸中に使用)を含むことができる。したがって、圧密化、バーンアウト、および溶融含浸のために同じ容器を使用することができる、あるいは、プロセス間で標準または共通の構成の容器を効率的な態様で取り換えることができる。さらに、容器の容積が、熱システムのチャンバよりも小さいので、圧密化中に容器を加圧するのに、ならびにバーンアウトおよび溶融含浸中に真空を生成するのに必要な時間およびエネルギーが削減される。さらに、サーマルマスの削減によってより急速な加熱が可能になる。加えて、方法(200)は、上記で特記していない他の利点および恩恵を有することができる。

図14は、複合材構成部品を製造するための例示的な方法(300)のフロー図である。例えば、1つまたは複数の複合材構成部品は、方法(300)に従って、図1の熱システム100を用いて熱処理することができる。いくつかの実施態様では、方法(300)のいくつかまたはすべては手動で実施されてもよい。さらに他の実施態様では、方法(300)のいくつかまたはすべては自動的に実施されてもよい。

(302)において、方法(300)は、複合材構成部品が中に配置された第1の容器を熱システムによって画定されたチャンバ内に配置するステップを含み、ここで、第1の容器の配置時、複合材構成部品は第1の状態である。例えば、本明細書で説明されたように、第1の容器は第1の容器121とすることができ、熱システムは、システム50の熱システム100とすることができる。チャンバは、熱システム100のハウジング102によって画定することができる。いくつかの実施態様では、制御システムは、第1の容器を熱システムのチャンバ内に配置するように、本明細書で説明された移動装置160などの移動装置を制御することができる。さらに、いくつかの実施態様では、第1の状態は、プリフォーム状態および未焼結状態のうちの1つである。言い換えれば、(302)において、複合材構成部品は、プリフォームまたはバギングされたプリフォームとすることができる、あるいは、未焼結部品(すなわち、すでに圧密化を受けたプリフォーム)とすることができる。

(304)において、方法(300)は、複合材構成部品を第1の状態から第2の状態に移行させるために、熱システムによって第1の熱プロセスを実行するステップを含む。いくつかの実施態様では、第1の熱プロセスは、圧密化プロセスおよびバーンアウトプロセスのうちの1つである。例えば、複合材構成部品の第1の状態がプリフォーム状態であれば、その場合は、第1の熱プロセスは、例えば、本明細書で説明されたような態様でプリフォームを圧密化することができるように、圧密化プロセスとすることができる。このような実施態様では、第1の熱プロセス、または圧密化プロセスは、複合材構成部品を第1の状態(すなわち、プリフォーム状態)から第2の状態(すなわち、未焼結状態)に移行させることができる。別の例として、複合材構成部品の第1の状態が未焼結状態であれば、その場合は、第1の熱プロセスは、例えば、本明細書で説明されたような態様で未焼結部品をバーンアウトすることができるように、バーンアウトプロセスとすることができる。このような実施態様では、第1の熱プロセス、またはバーンアウトプロセスは、複合材構成部品を第1の状態(すなわち、未焼結状態)から第2の状態(すなわち、バーンアウト状態)に移行させることができる。制御システムは、例えば、第1の容器がチャンバ内に配置されて、ポートが接続された後、第1の熱プロセスを自動的に実行するように熱システムを作動させてもよいし、または、熱システムは、第1の熱プロセスを開始するように手動で作動されてもよい。例えば、操作員は、所望の熱プロセスを選択して、起動ボタンを押すことによって、その動作を開始させることができる。

(306)において、方法(300)は、複合材構成部品が中に配置された第2の容器を熱システムのチャンバ内に配置するステップを含み、ここで、第2の容器の配置時、複合材構成部品は第2の状態である。例えば、(304)において第1の熱プロセスを実行した後、第1の容器は、熱システムのチャンバから取り出すことができる。その後、その時点では第2の状態にある複合材構成部品を、第1の容器から取り出して、第2の容器内に配置することができる。いくつかの実施態様では、第2の容器は第1の容器である。他の実施態様では、第2の容器は第1の容器とは異なるが、類似の形状および構成である。例えば、図11に最もよく示されているように、第1の容器121と第2の容器122は異なるが、類似の形状および構成である。このような実施態様では、複合材構成部品を第1の容器から、異なるが類似の形状の第2の容器に移すことによって、例えば、圧密化プロセスとバーンアウトプロセスとの間などの熱プロセス間の相互汚染を防ぐことができる。

いくつかの実施態様では、その時点では第2の状態にある複合材構成部品が第2の容器(第1の容器と同じ容器であってもよいし、または異なる容器であってもよい)内に配置された後、制御システムは、第2の容器を熱システムのチャンバ内に配置するように、本明細書で説明された移動装置160などの移動装置を制御することができる。さらに、いくつかの実施態様では、第2の状態は、未焼結状態およびバーンアウト状態のうちの1つである。言い換えれば、(306)において、複合材構成部品は、未焼結部品またはバーンアウト部品とすることができる。

(308)において、方法(300)は、複合材構成部品を第2の状態から第3の状態に移行させるために、熱システムによって第2の熱プロセスを実行するステップを含む。いくつかの実施態様では、第2の熱プロセスは、バーンアウトプロセス、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、および化学気相含浸プロセスのうちの1つである。例えば、複合材構成部品の第2の状態が未焼結状態であれば、その場合は、第2の熱プロセスは、例えば、本明細書で説明されたような態様で未焼結部品をバーンアウトすることができるように、バーンアウトプロセスとすることができる。このような実施態様では、第2の熱プロセス、またはバーンアウトプロセスは、複合材構成部品を第2の状態(すなわち、未焼結状態)から第3の状態(すなわち、バーンアウト状態)に移行させることができる。別の例として、複合材構成部品の第2の状態がバーンアウト状態であれば、その場合は、第2の熱プロセスは、例えば、本明細書で説明されたような態様でバーンアウト部品を高密度化または溶融含浸することができるように、溶融含浸プロセスとすることができる。このような実施態様では、第2の熱プロセス、または溶融含浸プロセスは、複合材構成部品を第2の状態(すなわち、バーンアウト状態)から第3の状態(すなわち、高密度化状態)に移行させることができる。他の実施態様では、第2の熱プロセスは、ポリマ含浸熱分解プロセスまたは化学気相含浸プロセスであってもよい。

その後、高密度化状態の複合材構成部品は、上記のように、必要に応じて仕上げ加工されて最終的な複合材構成部品を形成することができる。最終的な複合材構成部品は、前述のように、CMC構成部品とすることができる。制御システムは、例えば、第2の容器がチャンバ内に配置されて、ポートが接続された後、第2の熱プロセスを自動的に実行するように熱システムを作動させてもよいし、または、熱システムは、第2の熱プロセスを開始するように手動で作動されてもよい。例えば、操作員は、所望の熱プロセスを選択して、起動ボタンを押すことによって、その動作を開始させることができる。

(310)において、いくつかの実施態様では、特に、第2の熱プロセスがバーンアウトプロセスであり、複合材構成部品の第3の状態がバーンアウト状態である場合、方法(300)は、複合材構成部品が中に配置された第3の容器を熱システムのチャンバ内に配置するステップを含み、ここで、第3の容器の配置時、複合材構成部品は第3の状態である。例えば、(308)において第2の熱プロセスを実行した後、第2の容器は、熱システムのチャンバから取り出すことができる。その後、その時点では第3の状態にある複合材構成部品を、第2の容器から取り出して、第3の容器内に配置することができる。いくつかの実施態様では、第3の容器は第2の容器および/または第1の容器である。他の実施態様では、第3の容器は第1および第2の容器とは異なるが、類似の形状および構成である。例えば、図11に最もよく示されているように、第1の容器121と第2の容器122と第3の容器123は異なるが、類似の形状および構成である。このような実施態様では、複合材構成部品を第2の容器から、異なるが類似の形状の第3の容器に移すことによって、例えば、バーンアウトプロセスと溶融含浸プロセスとの間などの熱プロセス間の相互汚染を防ぐことができる。

いくつかの実施態様では、その時点では第3の状態にある複合材構成部品が第3の容器(第1および/または第2の容器と同じ容器であってもよいし、または異なる容器であってもよい)内に配置された後、制御システムは、第3の容器を熱システムのチャンバ内に配置するように、本明細書で説明された移動装置160などの移動装置を制御することができる。さらに、いくつかの実施態様では、第3の状態は、バーンアウト状態である。言い換えれば、(310)において、複合材構成部品は、バーンアウト部品とすることができる。

(312)において、いくつかの実施態様では、方法(300)は、複合材構成部品を第3の状態から第4の状態に移行させるために、熱システムによって第3の熱プロセスを実行するステップを含む。いくつかの実施態様では、第3の熱プロセスは、溶融含浸プロセスである。このような実施態様では、複合材構成部品の第3の状態はバーンアウト状態であり、第4の状態は高密度化状態である。バーンアウト状態の複合材構成部品は、例えば、本明細書で説明された態様で、第3の熱プロセス中、溶融含浸することができる。他の実施態様では、第3の熱プロセスは、ポリマ含浸熱分解プロセスまたは化学気相含浸プロセスとすることができる。その後、高密度化状態の複合材構成部品は、上記のように、必要に応じて仕上げ加工されて最終的な複合材構成部品を形成することができる。最終的な複合材構成部品は、CMC構成部品(例えば、SiC-SiC構成部品)とすることができ、または別の適切な複合材構成部品とすることができる。制御システムは、例えば、第3の容器がチャンバ内に配置されて、ポートが接続された後、第3の熱プロセスを自動的に実行するように熱システムを作動させてもよいし、または、熱システムは、第3の熱プロセスを開始するように手動で作動させてもよい。例えば、操作員は、所望の熱プロセスを選択して、起動ボタンを押すことによって、その動作を開始させることができる。

本明細書では、最良の形態を含む例を用いて本発明を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実行を含め、当業者が本発明を実施できるようにしている。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。

本発明のさらなる態様は、以下の条項の主題によって与えられる。
1.複合材構成部品を製造するための方法であって、前記方法が、
プリフォームが中に配置された第1の容器を熱システムによって画定されたチャンバ内に配置するステップと、
前記プリフォームを未焼結部品に移行させるために、前記熱システムによって前記第1の容器内の前記プリフォームを高温および高圧で圧密化するステップと、
前記未焼結部品を前記第1の容器から取り出すステップと、
前記未焼結部品が中に配置された第2の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に配置するステップと、
前記未焼結部品をバーンアウト部品に移行させるために、前記熱システムによって、前記第2の容器内の前記未焼結部品を高温および真空下でバーンアウトするステップと、
前記バーンアウト部品を前記第2の容器から取り出すステップと、
前記バーンアウト部品が中に配置された第3の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に配置するステップと、
前記バーンアウト部品を前記複合材構成部品に移行させるために、前記熱システムによって、前記第3の容器内の前記バーンアウト部品を高温および真空下で高密度化するステップと
を含む、方法。
2.前記複合材構成部品がセラミックマトリックス複合材(CMC)構成部品である、1条に記載の方法。
3.前記第1の容器と前記第2の容器が同じ容器である、1条から2条のいずれか一条に記載の方法。
4.前記第2の容器と前記第3の容器が同じ容器である、1条から3条のいずれか一条に記載の方法。
5.前記第1の容器と前記第2の容器と前記第3の容器は異なるが、類似の形状および構成の容器である、1条から4条のいずれか一条に記載の方法。
6.真空下でバッグ内に前記プリフォームをバギングしてバギングされたプリフォームを形成するステップであって、圧密化中、前記プリフォームが前記バギングされたプリフォームであり、圧密化後、前記バッグが前記未焼結部品から取り外される、ステップをさらに含む1条から5条のいずれか一条に記載の方法。
7.圧密化前に、前記方法が、
加圧流体源を、前記第1の容器によって画定された容積と流体連通させて接続するステップであって、圧密化中、前記第1の容器の前記容積が密閉され、前記加圧流体源からの流体が、前記容積に供給されて、高圧で前記容積を加圧する、ステップ
をさらに含む、1条から6条のいずれか一条に記載の方法。
8.前記プリフォームが複数のプリフォームのうちの1つであり、前記方法が、
前記複数のプリフォームをラックの1つまたは複数の棚の上に配置するステップと、
前記ラックを前記第1の容器によって画定された容積内に挿入するステップを含み、前記未焼結部品を前記第1の容器から取り出すステップが、前記ラックを前記第1の容器の前記容積から取り出すことを含む、1条から7条のいずれか一条に記載の方法。
9.前記バーンアウト部品を前記複合材構成部品に移行させるために、前記熱システムによって、前記第3の容器内の前記バーンアウト部品を高温および真空下で高密度化するステップが、溶融含浸、含浸熱分解、または化学気相含浸を含む、1条から8条のいずれか一条に記載の方法。
10.複合材構成部品を製造するためのシステムであって、前記システムが、
チャンバを画定する熱システムと、
前記チャンバ内にそれぞれ取出し可能に取付け可能な複数の容器であって、前記複合材構成部品が、前記複数の容器のうちのいずれか1つの容器の容積内に取出し可能に挿入可能である、複数の容器と、
前記複合材構成部品を前記複数の容器のいずれか1つの中に挿入し、それから取り出すための、および前記複数の容器のいずれか1つを前記熱システムの前記チャンバに取り付け、それから取り出すための移動装置と、
前記熱システムおよび前記移動装置と通信可能に結合された制御器を備える制御システムであって、前記制御器が、
第1の状態の前記複合材構成部品を有する前記複数の容器のうちの第1の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に取り付けるように前記移動装置を制御し、
前記複合材構成部品を前記第1の状態から第2の状態に移行させるために、第1の熱プロセスを実行するように前記熱システムを作動させ、
前記第2の状態の前記複合材構成部品を有する前記第1の容器を前記熱システムの前記チャンバから取り出すように前記移動装置を制御し、
前記第2の状態の前記複合材構成部品を前記複数の容器のうちの第2の容器内に挿入するように前記移動装置を制御し、
前記第2の状態の前記複合材構成部品を有する前記第2の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に取り付けるように前記移動装置を制御し、
前記複合材構成部品を前記第2の状態から第3の状態に移行させるために、第2の熱プロセスを実行するように前記熱システムを作動させる
ように構成された、制御システムと
を備えた、システム。
11.前記制御器が、
前記第3の状態の前記複合材構成部品を有する前記第2の容器を前記熱システムの前記チャンバから取り出すように前記移動装置を制御し、
前記第3の状態の前記複合材構成部品を前記複数の容器のうちの第3の容器内に挿入するように前記移動装置を制御し、
前記第3の状態の前記複合材構成部品を有する前記第3の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に取り付けるように前記移動装置を制御し、
前記複合材構成部品を前記第3の状態から第4の状態に移行させるために、第3の熱プロセスを実行するように前記熱システムを作動させる
ようにさらに構成された、10条に記載のシステム。
12.前記複合材構成部品の前記第1の状態がプリフォーム状態であり、前記複合材構成部品の前記第2の状態が未焼結状態であり、前記複合材構成部品の前記第3の状態がバーンアウト状態である、10条から11条のいずれか一条に記載のシステム。
13.前記複数の容器のうちの前記第1の容器と前記第2の容器と前記第3の容器が同じ容器である、10条から12条のいずれか一条に記載のシステム。
14.前記第1の熱プロセスが、圧密化プロセスおよびバーンアウトプロセスのうちの1つであり、前記第2の熱プロセスが、前記バーンアウトプロセス、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、および化学気相含浸プロセスのうちの1つである、10条から13条のいずれか一条に記載のシステム。
15.構成部品を製造するための方法であって、前記方法が、
前記構成部品が中に配置された第1の容器を熱システムによって画定されたチャンバ内に配置するステップであって、前記第1の容器を配置中、前記構成部品が前記第1の状態である、ステップと、
前記構成部品を前記第1の状態から第2の状態に移行させるために、第1の熱プロセスを前記熱システムによって実行するステップと、
前記構成部品が中に配置された第2の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に配置するステップであって、前記第2の容器を配置中、前記構成部品が前記第2の状態である、ステップと、
前記構成部品を前記第2の状態から第3の状態に移行させるために、第2の熱プロセスを前記熱システムによって実行するステップと
を含む、方法。
16.前記第1の容器と前記第2の容器が同じ容器である、15条に記載の方法。
17. 前記構成部品が中に配置された第3の容器を前記熱システムの前記チャンバ内に配置するステップであって、前記第3の容器を配置中、前記構成部品が前記第3の状態である、ステップと、
前記構成部品を前記第3の状態から第4の状態に移行させるために、第3の熱プロセスを前記熱システムによって実行するステップと
をさらに含む、15条から16条のいずれか一条に記載の方法。
18.前記第1の熱プロセスが、圧密化プロセスおよびバーンアウトプロセスのうちの1つであり、前記第2の熱プロセスが、前記バーンアウトプロセス、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、および化学気相含浸プロセスのうちの1つである、15条から17条のいずれか一条に記載の方法。
19.前記第1の状態が、プリフォーム状態および未焼結状態のうちの1つであり、前記第2の状態が、前記未焼結状態およびバーンアウト状態の内の1つである、15条から18条のいずれか一条に記載の方法。
20.前記構成部品が中に配置された前記第1の容器を、移動装置が前記熱システムによって画定された前記チャンバ内に配置し、前記構成部品が中に配置された前記第2の容器を、前記移動装置が前記熱システムの前記チャンバ内に配置し、前記方法が、
前記第1の熱プロセスを実行した後、前記第1の容器を前記移動装置によって前記チャンバから取り出すステップと、
前記第2の熱プロセスを実行した後、前記第2の容器を前記移動装置によって前記チャンバから取り出すステップと
をさらに含む、15条から19条のいずれか一条に記載の方法。

50 システム
100 熱システム
102 ハウジング
104 頂部
106 底部
108 キャスタ
110 チャンバ
114 熱源
116 加圧流体源
120 容器
121 第1の容器
122 第2の容器
123 第3の容器
124 アクセス部材
125 容積
126 入口ポート
128 吸引ポート
130 出口ポート
132 導管
134 導管
136 導管
140 複合材構成部品
142 プリフォーム
143 バッグ
144 未焼結部品
146 バーンアウト部品
148 高密度化部品
150 ラック
152 棚
154 取付け部材
160 移動装置
170 制御システム
172 制御器
180 パック
200 方法
300 方法

Claims (14)

1. 複合材構成部品(140)を製造するための方法(200)であって、前記方法(200)が、
   プリフォーム(142)が中に配置された第1の容器(121)を熱システム(100)によって画定されたチャンバ(110)内に配置するステップと、
   前記プリフォーム(142)を未焼結部品(144)に移行させるために、前記熱システム(100)によって前記第1の容器(121)内の前記プリフォーム(142)を高温および高圧で圧密化するステップと、
   前記未焼結部品(144)を前記第1の容器(121)から取り出すステップと、
   前記未焼結部品(144)が中に配置された第2の容器(122)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)内に配置するステップと、
   前記未焼結部品(144)をバーンアウト部品(146)に移行させるために、前記熱システム(100)によって、前記第2の容器(122)内の前記未焼結部品(144)を高温および真空下でバーンアウトするステップと、
   前記バーンアウト部品(146)を前記第2の容器(122)から取り出すステップと、
   前記バーンアウト部品(146)が中に配置された第3の容器(123)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)内に配置するステップと、
   前記バーンアウト部品(146)を前記複合材構成部品(140)に移行させるために、前記熱システム(100)によって、前記第3の容器(123)内の前記バーンアウト部品(146)を高温および真空下で高密度化するステップと、
   を含む、方法(200)。
2. 前記複合材構成部品(140)がセラミックマトリックス複合材(CMC)構成部品である、請求項1に記載の方法(200)。
3. 前記第1の容器(121)と前記第2の容器(122)が同じ容器(120)である、請求項1に記載の方法(200)。
4. 前記第2の容器(122)と前記第3の容器(123)が同じ容器(120)である、請求項1に記載の方法(200)。
5. 前記第1の容器(121)と前記第2の容器(122)と前記第3の容器(123)は異なるが、類似の形状および構成の容器(120)である、請求項1に記載の方法(200)。
6. 真空下でバッグ(143)内に前記プリフォーム(142)をバギングしてバギングされたプリフォーム(142)を形成するステップであって、圧密化中、前記プリフォーム(142)が前記バギングされたプリフォーム(142)であり、圧密化後、前記バッグ(143)が前記未焼結部品(144)から取り外される、ステップをさらに含む請求項1に記載の方法(200)。
7. 圧密化前に、前記方法(200)が、
   加圧流体源(116)を、前記第1の容器(121)によって画定された容積(125)と流体連通させて接続するステップであって、圧密化中、前記第1の容器(121)の前記容積(125)が密閉され、前記加圧流体源(116)からの流体が、前記容積(125)に供給されて、高圧で前記容積(125)を加圧する、ステップ
   をさらに含む、請求項1に記載の方法(200)。
8. 前記プリフォーム(142)が複数のプリフォーム(142)のうちの1つであり、前記方法(200)が、
   前記複数のプリフォーム(142)をラック(150)の1つまたは複数の棚(152)の上に配置するステップと、
   前記ラック(150)を前記第1の容器(121)によって画定された容積(125)内に挿入するステップを含み、
   前記未焼結部品(144)を前記第1の容器(121)から取り出すステップが、前記ラック(150)を前記第1の容器(121)の前記容積(125)から取り出すことを含む、請求項1に記載の方法(200)。
9. 前記バーンアウト部品(146)を前記複合材構成部品(140)に移行させるために、前記熱システム(100)によって、前記第3の容器(123)内の前記バーンアウト部品(146)を高温および真空下で高密度化するステップが、溶融含浸、含浸熱分解、または化学気相含浸を含む、請求項1に記載の方法(200)。
10. 複合材構成部品(140)を製造するためのシステム(50)であって、前記システム(50)が、
    チャンバ(110)を画定する熱システム(100)と、
    前記チャンバ(110)内にそれぞれ取出し可能に取付け可能な複数の容器(120)であって、前記複合材構成部品(140)が、前記複数の容器(120)のうちのいずれか1つの容器の容積(125)内に取出し可能に挿入可能である、複数の容器(120)と、
    前記複合材構成部品(140)を前記複数の容器(120)のいずれか1つの中に挿入し、それから取り出すための、および前記複数の容器(120)のいずれか1つを前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)に取り付け、それから取り出すための移動装置(160)と、
    前記熱システム(100)および前記移動装置(160)と通信可能に結合された制御器(172)を備える制御システム(170)であって、前記制御器(172)が、
    第1の状態の前記複合材構成部品(140)を有する前記複数の容器(120)のうちの第1の容器(121)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)内に取り付けるように前記移動装置(160)を制御し、
    前記複合材構成部品(140)を前記第1の状態から第2の状態に移行させるために、第1の熱プロセスを実行するように前記熱システム(100)を作動させ、
    前記第2の状態の前記複合材構成部品(140)を有する前記第1の容器(121)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)から取り出すように前記移動装置(160)を制御し、
    前記第2の状態の前記複合材構成部品(140)を前記複数の容器(120)のうちの第2の容器(122)内に挿入するように前記移動装置(160)を制御し、
    前記第2の状態の前記複合材構成部品(140)を有する前記第2の容器(122)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)内に取り付けるように前記移動装置(160)を制御し、
    前記複合材構成部品(140)を前記第2の状態から第3の状態に移行させるために、第2の熱プロセスを実行するように前記熱システム(100)を作動させる
    ように構成された、制御システム(170)と、
    を備えた、システム(50)。
11. 前記制御器(172)が、
    前記第3の状態の前記複合材構成部品(140)を有する前記第2の容器(122)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)から取り出すように前記移動装置(160)を制御し、
    前記第3の状態の前記複合材構成部品(140)を前記複数の容器(120)のうちの第3の容器(123)内に挿入するように前記移動装置(160)を制御し、
    前記第3の状態の前記複合材構成部品(140)を有する前記第3の容器(123)を前記熱システム(100)の前記チャンバ(110)内に取り付けるように前記移動装置(160)を制御し、
    前記複合材構成部品(140)を前記第3の状態から第4の状態に移行させるために、第3の熱プロセスを実行するように前記熱システム(100)を作動させる
    ようにさらに構成された、請求項10に記載のシステム(50)。
12. 前記複合材構成部品(140)の前記第1の状態がプリフォーム(142)状態であり、前記複合材構成部品(140)の前記第2の状態が未焼結状態であり、前記複合材構成部品(140)の前記第3の状態がバーンアウト状態である、請求項11に記載のシステム(50)。
13. 前記複数の容器(120)のうちの前記第1の容器(121)と前記第2の容器(122)と前記第3の容器(123)が同じ容器(120)である、請求項11に記載のシステム(50)。
14. 前記第1の熱プロセスが、圧密化プロセスおよびバーンアウトプロセスのうちの1つであり、前記第2の熱プロセスが、前記バーンアウトプロセス、溶融含浸プロセス、ポリマ含浸熱分解プロセス、および化学気相含浸プロセスのうちの1つである、請求項10に記載のシステム(50)。

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