JP3793233B2 - 複合材料からなる複雑な一片の構造部品を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、複合材料からなる複雑な形状の構造部品を製造する方法に関する。
既知の方法において、複合材料からなる部品を製造する方法は、ファイバー補強材の構造物、又は予備形成体を作成し、その後、少なくとも部分的に、上記予備形成体のアクセス可能な孔を充満する母型によって当該予備形成体の密度を高める。
例えば、上記ファイバーの予備形成体は、フェルト、マット、糸、ケーブル、寄り合わされたストランド、より糸の形態のファイバーから形成される。糸、又はケーブルは、リールに巻き取られ、又は一方向性のシート、若しくは織られている布、組み紐、又は３次元の織物のシートを形成する編み物上に配置される。
上記予備形成体は、形成されようとする複合材料部品に対応する形状が与えられる。これらは、一方向性の素子からフィラメントを曲げることにより、又は重ねられて若しくは巻き取られている重ね合わされた層、又は巻き型を覆うことによって形成されることができる。上記の場合において、上記の重ね合わされた層は、植え込まれている糸又は縫うことによりともに結合される。
上記予備形成体は、液相法を利用することにより、又は化学気相浸透によって密度を高めることができる。
上記液相法は、充満された上記予備形成体、又は半充満されている糸又は層から形成されていて、上記母型の前駆物質を構成する上記充満物の組み合わせで構成される上記予備形成体を含んでいる。例えば樹脂である、上記前駆物質は、通常熱処理によって変形される。
化学気相浸透は、上記母型の上記前駆物質を少なくとも一種類含んでいることが許されているガスで覆うように上記予備形成体を位置させることによって実行される。上記覆われることで確立されている、特に温度及び圧力の状態において、上記ガスは上記予備成型物中に拡散し、当該予備形成体中において、堆積物を形成する母型は、上記予備形成体のファイバーとの接触中に、ガス性前駆物質の分解又はガス性前駆物質間の反応によって形成される。
上記予備形成体及び母型を構成する材料は、上記複合材料部品に対し適用されると考えられる機能に関して、選択される。高温における処理にさらされる構造部品に関しては、複合材料の熱構造を利用することが長所である。係る材料は、構造物素子を構成に関して、上記材料を適合するようにする機械的な特性により、又は高温下で上記特性を保持しようとするそれらの能力によっても特徴づけられる。例えば、上記材料は、カーボン−カーボン、Ｃ−Ｃ複合物材料（カーボンファイバー予備形成体はカーボン母型によって高密度化される）、又はセラミック母型の複合材料若しくはＣＭＣｓ（カーボン又はセラミック母型によって高密度化されたセラミックファイバー予備形成体）を含んでいる。
複雑な形状の複合材料の構造部品を製作することは、特別な課題を提案する。ここにおいて、上記語「複雑な形状」は、層を重ねる、層で覆う、又は層を曲げるといった単純な作業によって得るのが、不可能又は困難である形状、例えば平面、平行６角形、円柱又は回転の胴体である形状以外の形状を示すように用いられる。
複雑な形状の複合材料部品を作成する既知である技術の１つは、単純な形状の構成部品を作成し、その後上記構成部品を組み合わすということを含んでいる。しかしながら、上記のことは、必ず部品の組立の中断を引き起こし、このことはそれらの機械的特性に影響を与える。追加して、特にネジファスナーといった、それ自身が複合材料からなる組立部品を利用することが必要となり、かつそれらを作成するのは高価である。
少なくとも部分的に、上記の短所を除去するために、高密度化される前の、単純な形状の多くの部品が上記予備形成体の形態である間に、上記多くの単純な形態の部品の組立をする計画がされている。組立は、予備形成部品を並べること、または、高密度化の目的の為に工具によってそれらを維持されることで実行される。例えば、上記予備形成部品を十分に結合する第１高密度化工程といった、強化工程の後、上記工具は分離されることができるので、上記予備形成体は、その形状を維持しつつ、処理されることができる。上記工具の利用は、重要な欠点を引き起こす。高密度化が、化学気相浸透によって実行される際、一般的に、上記工具は、グラファイトから形成され、かつ、それは、高価であり、もろいものである。追加して、再利用の前に、上記予備形成体は、それを形成する沈殿物を除去する為に、再度機械加工される。また、どのような高密度手段が用いられても、上記部品の形状はより複雑なものとなり、それがより複雑な上記工具を作成させ、結果として、より取り扱いにくいものとなる。
ファイバーファブリックで形成されるペグによって、共に予備形成体を組み合わせる計画は、明細書EP-A-0 390 685において、実行される。上記組み合わされた予備形成部品は、共に高密度化されている。上記部品の界面において、母型材料の連続性により提供される接合で、上記予備形成部品が組み立てられ、結合するという手段で、上記部品の粘着性不足のリスクは減少させられる。予備形成部品がペグによって共に組み立てられる場合、上記予備形成部品が固まるまで、上記予備形成部品をともに保持する為、全ての工具を用いることを除去することができる。にもかかわらず、上記技術は、分離して製作される必要性、又は上記予備形成部品の１つ上に形成される必要性があるペグのような結合素子の利用を要求する。上記組立ペグに関するハウジングもまた、提供される必要がある。追加して、切れ目が上記予備形成部品間に残る。
本発明の目的は、複合構造部品を、形状が複雑であって、一片の部品の自然の形であって、利用されるべき分離されている組立素子を所望することのないように製作できる方法を提供する。従って、上記複合構成部品を、容易かつ安価な手段によって作成できる。
本発明によれば、本目的は、上記予備形成体は、変形可能であって、縫うことでお互いが結合され、重ね合わされている二次元のファイバー層からなる平面プレート形態であるベースファイバー構造からのみ形成されているという事実によって、達成される。切欠部及び／又はスプリットは、上記ベースファイバー構造上に形成され、かつ、上記予備形成体は、上記可変形性を利用することで、上記ベースファイバー構造から形成される。
その様相の１つに関して、上記予備形成体は、１つのベースファイバー構造プレートから形成されていて、上記プレートにおいては、切欠部及び／又はスプリットが形成されていて、かつ上記プレートは上記所望の予備形成体を得る為に可変形であり、そこにおいては、上記ベースファイバー構造の連続性が保護されるという事実が、本発明に係る方法の特徴である。
このことによって、多くの明確な部品からなる予備形成体の複合物からなる上記ファイバー補強材の切れ目に起因する欠点を除去する。
上記予備形成体は、ベースファイバー構造のプレートを曲げることによって、形成されることができる。上記プレートの変形後に、互いに係合できるように、かつ、上記変形状態において、少なくとも部分的に、上記プレートを保持できるように、上記結合部品は、ファイバー構造の上記プレートから切断されてもよい。
それの別の様相において、上記予備形成体は、ベースファイバー構造プレートの多くから形成されていて、上記プレートにおいて、切欠部及び／又はスプリットが形成され、かつ、ファイバー構造が、少なくともそれらの１つが互いに内部定着することで、共に組み立てられる。
ベースファイバー構造プレートの互いの内部定着による上記手段で形成された上記予備形成体は、保持手段の援助無しに、その形状を維持することが可能である。よって、高密度化中、少なくとも圧密が達成されるまで、それを保持し、相当な長所を構成する工具をもはや必要としない。
別のその様相に関して、少なくとも１つのスプリットが面に対して平行なファイバー構造プレート上に形成され、かつ、予備形成体製造法は、上記スプリットを境界とする少なくとも２つのプレート部分を変形する工程を含んでいる。
従って、上記スプリット部の深さ及び位置を選択することによって、様々な所望の形状が得られることができる。従って、上記予備形成体は、スプリットを境界とする２つの上記ファイバー構造プレートの少なくとも１つを変形することにより、形状に備えられることができる。上記２つの部分のうちの上記の部分／又は別の部分は、形成されたループの広がりさえも変形されることができる。
従って、上記技術によって、１つのファイバー構造プレート、又は多くのプレートから複雑な形状を形成することを容易にする。
スプリットを境界とするプレート部分は、最初に、部分的な工具、又は都合よく上記母型材料に対する前駆物質である樹脂によって充満させられている上記ファイバー構造により、保持されることができる。
本発明に係る手段の実行は、以下の制限されることのない表示による方法で記載される。
添付図面が参照される。
図１Ａは、ローラーハブの予備形成体に係る構造部品の分解透視図である。
図１Ｂは、図１Ａに係るハーフディスク形態の２つの構造部品が、どのようにして共に組み立てることができるかを示すものである。
図１Ｃは、組み立てられた後に得られる、互いに内部定着されている図１Ａに係る構造部品を備えている、上記ローラーハブの予備形成体を示すものである。
図２Ａは、オーブンのローディング工具を構成するローディングポストに係る予備形成体の２つの構造部品の透視図である。
図２Ｂは、図２Ａの上記構造部品を相互に内部定着させることで、組み立てられた後に得られる上記ローディングポスト予備形成体を示すものである。
図２Ｃは、上記図２Ｂの予備形成体を高密度化した後に得られる上記ローディングポストを示すものである。
図３Ａは、オーブンローディング工具のスペーサーの第１形態に係る予備形成体の６つの構造部品の分解透明図である。
図３Ｂは、図３Ａの２つの補足構造部品が、どのように組み立てられるかを示すものである。
図３Ｃは、図３Ａの上記構造部品が互いに内部定着することで組み立てられた後に、得られる上記スペーサー予備形成体を示すものである。
図４Ａは、オーブンローディングのスペーサーの第２形態の形状に係るスプリットファイバー構造プレートの透視図である。
図４Ｂは、図４Ａの上記プレートを変形させることで、得られる上記スペーサー予備形成体の透視図である。
図５Ａは、オーブンローディングのスペーサーの第３形態の形状に係るスプリットファイバー構造プレートの透視図である。
図５Ｂは、図５Ａの上記プレートを変形させることで、得られる上記スペーサー予備形成体の透視図を示すものである。
図６Ａは、交差部材を形成する為の切欠ファイバー構造プレートを示すものである。
図６Ｂは、図６Ａの上記プレートを変形させることで、得られる上記交差部材の予備形成体を示すものである。
図７Ａ及び８Ａは、交差部材の予備形成体を形成する為の２つのスプリットファイバー構造を示すものである。
図７Ｂ及び８Ｂは、図７Ａ及び８Ａの上記プレートの変形させることで、得られる上記交差部材の予備形成体を示すものである。
図９Ａは、噴出口の予備形成体の形成する切欠ファイバー構造プレートの透視図である。
図９Ｂは、上記９Ａのプレートを変形させることで、得られる上記噴出口の予備形成体を示すものである。
図１０Ａは、ボックスの予備形成体を形成する為の切欠ファイバー構造プレートの部分的な透視図である。
図１０Ｂは、図１０Ａを形状化することで、得られる上記ボックスの予備形成体の部分的な透視図である。
本発明に係る方法が実行される際、複合材料部品に係る予備形成体は、望ましくは平板であるプレート形態のベースファイバー構造からなる。上記プレートは、縫うことで互いが繋がれている２次元の層を重ね合わせることによって形成される。例えば、上記２次元層は、それ自身、織物の層又はケーブル若しくは１方向性の糸のシートによって構成される。１方向性のシートを利用するときは、２つの重ねられたシートの方向は、異なるのが望ましい。
本発明に係る方法は、上記ベースファイバー構造の変形及び圧縮される能力を利用する。変形の際、例えば層の間の層間剥離を防ぐため、及び縫うことで提供された結合によって、上記ファイバー構造上に形成された切欠部、若しくはスプリットの底部における分裂を防ぐ為、それらは、上記構造上の特性もまた利用する。
積み重ね及び２次元層を縫うことによるファイバー構造の形成は、上記技術分野においてよく知られている。特に、明細書FR-A-2 584 106を参照にすることができる。
上記ベースファイバー構造のファイバーで構成される上記材料は、上記複合材料中の上記予備形成体のファイバーとして所望される材料、又は上記材料の前駆体である。
カーボンやセラミックの場合のように、損傷させることなしに上記複合材料部品の強化ファイバー材料が縫われることが困難な時、上記前駆体状態のファイバー上で縫うことが実行されるのが望ましい。従って、例えば、上記複合部品の強化物がカーボンファイバーで形成される場合は、その後上記ベースファイバー構造が、予め酸化されたポリアクロン（ＰＡＮ）ファイバーで形成されうる。望ましくは予備形成体が形成された後に、予め酸化されたＰＡＮは、熱処理によって、上記ファイバー構造は変形能力を制限する剛性の程度を提供する炭化を備えたカーボンに変形される。同じものが、他の前駆体に応用され、それらがカーボンの前駆体であること、又はセラミックの前駆体であることは関係ない。
以下の例において、上記部品は、カーボンファイバーで補強されていて、厳密な熱機械状態下で用いられる目的である、熱構造複合材料の部品で形成される。これらの様々な部品は、予め酸化されたＰＡＮファイバーから作り上げられた予備形成体自身から形成され、そのことで、別のカーボン前駆体にもまた、用いられることができると理解される。
様々な手段が、上記ベースファイバー構造に上記スプリット又は切欠部を形成するのに用いられることができ、例えば、それは、カッターの振動、又は水圧ジェットによって切断されてもよい。水ジェット手段によって、ファイバーを切断する手段は、明細書FR-A-2 650 973に開示されている。
例１（図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃ）
図１Ａに、ローラーハブ予備形成体の様々な構造部品が示されている。上記構造部品は、１つのプレート、又はベースファイバー構造の同種のプレートの多くから切り出される。
矢印は、同じ寸法を保持する２つの方形バー１０ａ及び１０ｂで、定義される。各バーは、上記バー長の半分に沿って延びていて、該バーの厚さよりわずかに薄い厚さの、中間縦ノッチ１１ａ、１１ｂ、を含んでいる。上記ノッチ１１ａ及び１１ｂは、上記バー１０ａ及び１０ｂをともに縦方向に組み合わされることを可能にし、そのことで、それらはお互いに垂直に延びる。
上記組み合わせられたものは、上記バー１０ａ、１０ｂの幅と同じ直径のディスク１５もまた含んでいて、各々の上記ディスクは、２つのハーフディスク１５ａ及び１５ｂで形成される。上記ハーフディスクの１つ、１５ａは、それらの端部で膨張していて、かつ、別のハーフディスク１５ｂに形成された対応する凹部１６ｂ及び１６ｂ’に係合されているリップ１６ａ及び１６’ｂによって仕切られている。
横ノッチ１２ａ、１２ａ’、１２ｂ及び１２ｂ’は、上記バー１０ａ及び１０ｂの２つの縦方向のエッジに沿って、一定間隔を隔てて、形成されていて、かつ、それらは上記エッジに垂直に延びている。上記ノッチの位置は、上記バー１０ａ及び１０ｂの両方の縦方向のエッジ上で同じであるので、上記バーが共に組み合わされた後、これらのノッチは、共通の横プレートの４つのセットに位置する。
ノッチ１７もまた、上記ハーフディスクに形成されるため、一度されらが共に組み合わされると、それらは、中心に十字形状の凹部１８を備えているディスクを形成する（図１Ｂ）。配列上での上記ノッチ１７の底部間の凹部の寸法は、上記バー１０ａのノッチの１２ａと１２ａ’との距離、及び上記バー１０ｂのノッチ１２ｂと１２ｂ’との距離に等しい。
最初に上記バー１０ａ及び１０ｂを共に縦方向に組み合わせることで、上記予備形成体が形成される。上記ファイバー構造の圧縮率によって、上記２つのノッチ１１ａ及び１１ｂに、上記バーよりもわずかに小さい幅を与えることができる。相互内部定着に係る本手段によって、共に組まれた上記バーは、それ自身にその形状を保持する断面部品を形成する。それは、ハーフディスク１５ａ及び１５ｂを横向きに上記ノッチ１２ａ、１２’ａ、１２ｂ、１２’ｂの位置に挿入すること、又は上記ハーフディスクが１組になって固定されることによって、硬化される（図１Ｂは、組み合わされた２つのハーフディスクの形状を示すものであり、それは、それらは、通常、共に組み合わされているバー１０ａ及び１０ｂの反対側から、共に組み合わされると理解される）。
上記予備形成体１９は、任意に端部片を含んでいて、例えば、化学気相浸透法によって高密度化される。その複雑な形状にも関わらず、硬化工程中でさえも、上記予備形成体１９は、それを共に保持する為のいかなる工具も要求しない。
例えば、カーボン母型を用いた高密度化の後に得られる上記ローラーハブは、特に鉄が据え付けられる際のような、厳密な熱機構ストレスにさらされる応用例において、利用されることができる。
例２（図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃ）
ローディングポストの予備形成体に係る２つの構造部品は、図２Ａに示される。それらは、ファイバー構造の１つのプレート、又は２つの類似のプレートから切り出される。
これら２つの構造部品は、同じ長さの２つのバー２０ａ及び２０ｂの形状である。一端である２１ａ、２１ｂにおいて、上記バー２０ａ及び２０ｂは、増加された幅を備えている。それら端部の反対では、上記バーは幅が縮小されている部分を保持していて、そこは、肩２４ａ、２４ｂを形成するより狭い部分２３ａ、２３ｂを介して、上記バーの残りの部分に結合される。
上記バー２０ａの中間部分において、縦方向のノッチ又はスロット２５ａ、２６ａ、２７ａが形成され、他方、上記バー２０ｂの中間部分において、縦方向のノッチ又はスロット２５ｂ．２６ｂ，２７ｂが形成される。上記様々なノッチ又はスロットは、実質的に上記バーの厚さに等しい。上記スロット又はノッチ２５ａ、２６ａ、２７ａが延びている長さは、全部で、上記バーの半分の長さとなり、上記スロット又はノッチ２５ｂ、２６ｂ、２７ｂに関しても同様であるが、上記バー２０ａのスロット又はノッチの上記位置は、上記バー２０ｂの中身のある部分であって、かつバイスベアースに対応している。縦方向の中間スプリット２８ａは、上記２０ａの上記端部２１ａに開放されている上記ノッチ２５ａと上記スロット２６ａとの間、及び上記スロット２７ａと上記端部２２ａとの間にもまた、形成される。補足手段として、縦方向の中間スプリット２８ｂは、上記バー２０ｂの上記２１ｂと上記２５ｂとの間、及び上記スリット２６ｂと上記端部２２ｂに開放されている上記２７ｂとの間に形成される。
予備形成体２９（図２Ｃ）は、上記スロット又はノッチ若しくはスプリット２８ａ、２８ｂによって互いに対して、垂直な上記バー２０ａと２０ｂの相互内部定着によって形成される。上記スロット又はノッチ若しくはスプリットによって、上記スプリットに接するファイバー構造部分が上記バー２０ａ及び２０ｂを互いに内部定着させることができる。上記手段で変形された上記ファイバー構造部分が、実質的に最初の形状に戻り、交差形状部分を保持し、上記端部２２ａ及び２２ｂによって形成されるスタンド２２を備えているローディングポスト予備形成体２９が得られる。例えば化学気相浸透で得られるカーボン母型を用いて、工具の補助の必要とせずに、上記予備形成体２９が高密度化される。このように得られた上記Ｃ−Ｃ複合ローディングポスト２００は、熱処理オーブンのローディング素子として用いられることができる。図２Ｃに記載されているように、トレイ２０１が、オリフィス２０２を介して上記ポスト２００の上部に係合させられ、上記肩２４ａ、２４ｂに対応するアバッチメントに位置することができる。
例３（図３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ）
図３Ａは、スペーサー予備形成体の構造部品を示すものである。これらの構造部品は、ベースファイバー構造の１つのプレート、又は多数の同類のプレートから切り出される。
上記予備形成体の構造部品は、互いに交差する位置で組み立てられるように設計されている２つの脚３０ａ、３０ｂ、及び上記脚の端部近くで、上記脚を内部接合させる為の、上部と下部の交差部材素子３５ａ、３５ｂ、３５’ａ及び３５’ｂを含んでいる。
上記横ノッチ３１ａ、３１ｂは、実質的に上記脚の幅の半分に等しい深さの実質的な中間点に形成される。上記ノッチ３１ａ、３１ｂは、例えば上記脚の面に垂直ではない、スロープ壁を備えて形成されていて、上記ノッチ３１ａ、３１ｂを介して互いに係合させることで、上記脚が互いに交差する位置で組み立てられることを可能にする。
別の横ノッチ３２ａ、３３ａもまた、上記脚３０ａの下部付近であって、かつ互いに整列されて、上記脚３０ａの縦エッジを延びて形成されていて、さらに、２つの横ノッチ３２’ａ、３３’ａは、上端部付近の上記エッジ３０ａのエッジであって、同様に互いに整列されて、形成される。同様に、横ノッチ３２ｂ、３３ｂ、３２’ｂ及び３３’ｂは、脚３０ｂに形成され、これら様々なノッチの壁は、上記脚の面に垂直である。
上記２つの下部交差部材素子３５ａ、３５ｂは、スロット３６、３７を備えているバー３５を形成するよう、一度組まれるという手段（図３Ｂ）において、切り出される。上記スロットは、上記素子３５ａ、３５ｂの２つの接面３８ａ、３８ｂを切り出されたノッチ３６ａ、３７ａ、３６ｂ，３７ｂによって形成される。上記ノッチ３６ａ、３７ａ、３６ｂ，３７ｂは、上記脚の厚さと実質的に等しく、かつ、それらは、上記素子３５ａ、３５ｂの上記面に相対的に垂直なスロープである壁を境界とする。上記脚が交差配置された際、上記壁によって、上記ノッチ３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂを介して互いに係合する上記構造部品を備えて、上記交差部材素子３５ａ、３５ｂが上記脚３０ａ、３０ｂを組み合わせることを可能にする。
同様にして、上記交差部材素子が、上記ノッチ３２’ａ、３３’ａ、３２’ｂ、３３’ｂを介する相互係合を備えて、上記脚３０ａ、３０ｂを組み立てることが可能である、寸法と形状を備えた上記上部の交差部材素子の上記２つの面３５’ａ、３５’ｂに、上記ノッチ３６’ａ、３７’ａ、３６’ｂ、３７’ｂが形成される。
上記組み立てられら予備形成体が機構的に、互いに保持されていることを補償するため、上記交差部材素子は、相互ロッキングを備えて組み立てられる。この端部において、各リップ３８０ａ、３８０ｂは、上記素子３５ａ、３５ｂの上記サイド３８ａ、３８ｂの端部に形成され、上記リップは、それら自身の端部で拡張され、対応する各凹部と協働する。同様にして、上記２つの交差部材素子が、それらの面に平行に、共に近づけられた際、補足フック形状３８２ａ、３８２ｂは、共に留められるように、上記サイド３８ａ、３８ｂの中間部分に、形成される。
同様の手段で、上記交差部材素子３５’ａ、３５’ｂのサイドは、リップ３８０’ａ、３８０’ｂ、及び対応する凹地３８１’ａ、３８１’ｂ、及び補足フック形状３８２’ａ、３８２’ｂを備えている。
予備形成体を組み立てる上記の方法は、以上の記載から明確である。一度上記２つの脚３０ａと３０ｂを一緒に組み立てて、上記交差部材素子は、上記脚の両側に位置し、その後、同時に、直立材を備えて内部定着する一方、共に移動し、共にロックされる。
上記交差部材素子は、上記ロック位置において変形する上記ファイバー構造によって、ロックされる。
図３Ｃは、組み立てられたスペーサー予備形成体３９を示す（上記交差部材素子がどのように、組み立てられているかのみを示す図３Ｂを伴って）。
その後、上記予備形成体は、特に工具の補助を必要とせずに、高密度化される。上記スペーサーは、熱処理オーブンのローディング素子のような例２のポストのように利用されることができる。
例４（図４Ａ及び図４Ｂ）
上記の例において、予備形成体は、様々な部分から組み立てられて形成される。
図４Ａ及び４Ｂは、ベースファイバー構造を完全に切断することなしに、上記ベースファイバー構造の１つのプレートから、どのようにスペーサー予備形成体が形成されるかを示すものである。
上記プレート４０は、方形の平面を有する平行６面体の形状であって、例えば、それらの２つの長い方のサイドに沿いといった、２つの反対サイドに沿っている中くらいの厚さにおいて、それはスプリットである。
上記スプリット４１、４２は、同じ深さに形成されていて、中央部４３をそのままに残しておく（図４Ａ）。
上記スプリット４１のどちらかのサイドに位置する上記ファイバー構造部分４１ａ、４１ｂは、別のスプリットのどちらかのサイドに位置する上記ファイバー構造４２ａ、４２ｂのように、互いに離れて傾斜している。そうすることで、上記ファイバー構造を変形することによって、スペーサー予備形成体４９は、交差形状された部分を得ることができる（図４Ｂ）。
上記ファイバー構造の性質、及び、特に縫うことで結合するという手段は、層間剥離、及び上記スプリット４１、４２の底部での分裂のない、上記変形を可能にする。
上記予備形成体４９は、工具を用いる高密度化の目的の為に、形状を維持することができ、上記工具は、比較的軽量であってもよく、圧密が実行されるまで、上記予備形成体を分離して維持させられるほど丈夫であり、上記予備形成体４９は、化学気相浸透で高密度化される。
上記予備形成体の形状を維持する別の手段は、樹脂で充満されたファイバー構造を含んでいる。上記樹脂は、例えば、高密度化がカーボンを用いて予備形成される際、高コークス率の樹脂を用いることで、上記母型の前駆物質を含んでいる。予備形成された高密度化は、液体又は化学気相浸透により、継続されることができる。
上記スペーサが高密度化された後に、それは、熱処理オーブンをローディングするに利用されることができる。
とぎれのない上記ファイバー補強材のファイバー構造プレート４０を利用することは、分離して組み立てられた予備形成部分がバラバラになることによる破壊のリスクを除去することができることを維持する。
例５（図５Ａ及び図５Ｂ）
図５Ａ及び５Ｂは、同様に１つのプレートからなり、それらを切断することなしに、ステップが切り込まれているスペーサーの形成する手段を示すものである。
上記プレート５０は、方形の平面を有する平行６面体の形状であり、かつ、その２つの長いサイド、２つの反対サイドから中間の厚さにおいて、それは、スプリットである。そのサイドの１つにおいて、上記スプリット５１は、上記プレートの全長にわたって、拡張される。反対のサイドにおいては、多数のスプリットが形成される。例示においては、３つのスプリット５２、５３、５４があり、かつ、上記スプリットは、非スプリット部５５、５６によって分離されている。端部においては、横スプリット５７、５８は、上記プレート５０の上記サイドに垂直で、実質的に上記スプリット５２、５３、５４の深さと等しい深さで形成される。
上記スプリット５１のどちらかのサイドに位置するファイバー構造部５１ａ、５１ｂは、分離されている。同様のことが、上記スプリット５２のどちらかのサイドに位置するファイバー構造部５２ａ、５２ｂ、上記スプリット５３のどちらかのサイドに位置するファイバー構造部５３ａ、５３ｂ、上記スプリット５４のどちらかのサイドに位置するファイバー構造部５４ａ、５４ｂに採用される。
このことは、図５Ｂの予備形成体５９を製作する。例５に示されるように、上記予備形成体は、所望の形状に維持され、同様の手段で高密度化されることができる。
高密度化後、上記非変形部５５、５６は、部品５００（図５Ｂにおいて点線で示されている）を保持することのできる中間物を定義する。
例６（図６Ａ及び図６Ｂ）
図６Ａ及び６Ｂは、一端にリングを備えて定着させられたバー形状である交差部材予備形成体の具体例を示すものである。
上記予備形成体は、ベースファイバー構造の補強材バー６０から形成される。その一端において、上記バー６０は、実質的に半分の厚さであるスプリットであり、切り取られた上記スプリットと分離されたスプリットとの境界である部分を１部分備えていて、上記バーの残り部分から延びていて、ステップ６２を定義する減少された厚みであるターミナル部６１を残している（図６Ａ）。
上記ターミナル部６１は、ループ６３を形成するよう、その端部面６１ａが上記ステップ６２に押しつけられて、折り曲げられる（図６Ｂ）。上記ループ６３は、専ら、上記の１つのサイドに位置する。
上記手段で形成された予備形成体６９は、液体を用いる所望された母型によって、又は化学気相浸透によって、高密度化される。少なくとも、工具、又は充満により高密度化の第１工程中は、上記予備形成体は形状を維持する。上記工具は、上記ループ６３に関して所望される形状を維持するのみに要求される。
例７（図７Ａ及び７Ｂ）
図７Ａ及び７Ｂは、図６の交差部材と同一の該交差部材に係る予備形成体の別の実施例を示すものである。ベースファイバー構造の方形バー７０は、実質的にその端部から厚さが半分である、スプリットである（図７Ａ）。スプリット７１を境界とする２つの部分７２、７３は、端部と端部が接触させられている端部面７２ａ及び７３ａを備えているループ７４を形成するよう、湾曲させられていて、上記ループ７１は、上記バーを１つのサイドに位置させられている。上記ファイバー構造で形成する上記の手段は、層間剥離のいかなるリスク、又は上記スプリット７１の底部の切断を防ぐ。上記予備形成体は、例６同様に高密度化される。
例８（図８Ａ及び８Ｂ）
図８Ａ及び８Ｂは、図６の交差部材と同一の該交差部材に係る予備形成体の別の実施例を示すものである。
ベースファイバー構造の方形バー８０は、実質的にその端部からの距離が半分である、スプリットである（図８Ａ）。スプリット８１を境界とする２つの部分８２、８３は、端部と端部が接触させられている端部面８２ａ及び８３ａを備えているループ８４を形成するよう、上記スプリット８１のプレートの付近で対称に湾曲させられている。
リングを備え付けているバーを含んでいて、上記バーの面に平行なそれの中間位置付近で全体的なシンメトリーを保持している交差部材の為に、予備形成体は、得られる。上記予備形成体は、例６のように高密度化される。
例９（図９Ａ及び図９Ｂ）
図９Ａ及び９Ｂは、放出口の予備形成体に係る実施例を示すものである。
上記予備形成体は、ベースファイバー構造９０の方形プレートから形成される。上記プレート９０は、そのままに残されている中央部９３に接合されている２つの翼９１、９２を残すようにそれの長い方のサイドの沿って、それの面９０ａの１つから切り取られる。上記翼９１、９２は、同じ幅であって、上記中央部９３よりも有意義に広く、その厚さは、上記プレート９０の厚さよりも実質的に薄い。上記中央部９３の横面９４、９５が上記プレートの垂線に対してわずかに傾斜するように、係る手段で上記プレート９０は、それらの横面９４、９５から切り離される。従って、上記中央部９３の幅によって、翼９１、９２を備えた接合部から面９０ａに向う差をわずかに大きくする。
わずかにゆらゆらする放出口９８の形状を得る為に、上記予備形成体９９は、上記翼９１、９２を上記面９４、９５に折り曲げて形成される。
高密度化の目的の為、上記予備形成体９９は、工具によってその形状に維持される。上記工具は、上記面９４、９５にプレスされている上記翼９１、９２を保持するための手段に制限される。
例えば溶解した金属を搬送するといった、高温において用いることのできる放出口を製作する為に、上記予備形成体９９は、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）といったセラミックの母型のような、耐熱材料の母型によって高密度化される。ＳｉＣの母型による高密度化は、化学気相浸透によって予備形成されることができる。
例１０（図１０Ａ及び１０Ｂ）
図１０Ａ及び１０Ｂは、示されているボックスの１つのコーナーのみを備えた、ボックス予備形成体の形成に係る１つの手段を部分的に示したものであり、同じ方法で他のコーナーを形成することも可能である。
上記予備形成体は、ベースファーバー構造１００のプレートから形成される。それは、ボックス予備形成体を構成する為に折り曲げられるように適切なブランクを形成するように切り出される。
上記プレート１００は、上部を構成する部分１０１、及びへりを構成する部分１０２（図１０Ａにおいて１つのみ示される）を形成するように切断され、上記プレートの上記ファイバー構造は、それらの完全性を保持する。上記部分１０２は、上記上部形成部１０１である２つの反対サイド１０１ａに沿って配置され、かつ、端部はそれを越えて突起している。上記上部形成部１０１の別の２つの各サイド１０１ｂで、かつそれらの各端部からの相対的に短い距離において、例えばノッチ１０３といった、少なくとも１つオス型、又はメス型接合部が形成される。補足的な形状である接合部が少なくとも１つである、このケースにおいては、突起部１０４は、上記へり部１０２のサイドの近接に形成される。
上記ボックス予備形成体１０９は、各へり部１０２を、上記上部形成部１０１に接続しているゾーン１０１ａに沿って折り曲げることで、さらに、その後、上記ゾーン１０１ａを越えて延びているへり部の端部を曲げることで、形成される。上記端部１０２ａが、湾曲して曲げられた後に、上記接合部１０３、１０４は、相互に嵌合するように配置される（図１０Ｂ）。
上記ボックス予備形成体の湾曲させられたコーナーの形状に対応する形状の部分１０１Ｃを湾曲させることによって、上記サイド１０１ｂが、上記サイド１０１ａに接合されることが観察されるだろう。
追加して、上記接合部１０３、１０４が、形成されてもよく、例えば鳩の尾の形状の上記ノッチ１０３のように、少なくともそれらの１つを備えて、上記接合部がともに、固定される。結果として、上記ベース構造の圧縮率を利用することで、上記予備形成体１０９は、高密度化を目的とする為に存在すべき工具の必要とせずに、それらの形状を維持する。
上記予備形成体１０９は、液体を利用、又は所望の母型を得る為の化学気相浸透によって高密度化される。Ｃ−Ｃ又はＣＭＣ複合材料のボックスを例とする、複合材料からなり、この方法からなる上記ボックスは、オーブンで取り扱われる保持部品のトレイとして利用されることができる。係るケースにおいて、上記へりは、下方に延びて、上記ボックスのコーナーは、上記トレイを移動させ、取り扱うためのアンカーポイントを構成する。

Claims (8)

1. 基質材料により高密度化されたファイバー予備形成体を含む、複合材料からなる複雑な３次元形状（平面状、平行六面体、円柱、回転体以外）の構造部品を製造する方法であって、
   縫合により一体化された積層２次元ファイバー層でつくられた変形可能なベースファイバー構造を有する平坦なプレートを複数個つくる工程と、
   変形可能なベースファイバー構造に切欠部及び／又はスプリットを形成することにより、上記プレートに接続部を形成する工程と、
   上記プレートを少なくとも部分的に変形させるとともに上記接続部により上記ベースファイバー構造を有するプレートを互いに連結させることにより、上記ベースファイバー構造を有するプレートを１つに組み付け、製造すべき上記構造部品の複雑な形状を実質的に有するファイバー予備形成体をつくる工程と、
   基質材料の前駆体を含む液体でファイバー予備形成体を含浸するとともに熱処理により前駆体を基質材料に変質させる液相法を用いることにより、又は化学気相浸透法を用いることにより、ファイバー予備形成体を基質材料で高密度化する工程とを含むことを特徴とする方法。
2. 上記プレートを互いに連結させることによりつくったファイバー予備形成体を、保持手段からの助力なしにその形状を維持することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 基質材料により高密度化されたファイバー予備形成体を含む、複合材料からなる複雑な３次元形状（平面状、平行六面体、円柱、回転体以外）の構造部品を製造する方法であって、
   縫合により一体化された積層２次元ファイバー層でつくられた変形可能なベースファイバー構造を有する１つの平坦なプレートをつくる工程と、
   ベースファイバー構造を有する平坦なプレートに少なくとも１つの切欠部又はスプリットを形成して、上記プレートの少なくとも一部分の厚さを薄くする工程と、
   上記の厚さの薄い部分を、ベースファイバー構造を有する平坦なプレートから折り曲げることにより変形させ、製造すべき上記構造部品の複雑な形状を実質的に有するファイバー予備形成体をつくる工程と、
   ファイバー予備形成体を複雑な形状に維持する工程と、
   基質材料の前駆体を含む液体でファイバー予備形成体を含浸するとともに熱処理により前駆体を基質材料に変質させる液相法を用いることにより、又は化学気相浸透法を用いることにより、ファイバー予備形成体を基質材料で高密度化する工程とを含むことを特徴とする方法。
4. 少なくとも１つのスプリットを、ファイバー構造のプレート中にその面に平行に形成し、かつ予備形成体の製作工程がスプリットを画成している２つのプレート部の少なくとも１つを折り曲げる工程を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 上記スプリットを境界とする上記２つのプレート部分を、互いに離れるように広げることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 上記スプリットを境界とする上記２つのプレート部分の少なくとも１つを、ループを形成する為に折り曲げることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
7. 基質材料により高密度化されたファイバー予備形成体を含む、複合材料からなる複雑な３次元形状（平面状、平行六面状、円柱、回転体以外）の構造部品を製造する方法であって、
   縫合により一体化された積層２次元ファイバー層でつくられた変形可能なベースファイバー構造を有する１つの平坦なプレートをつくる工程と、
   ベースファイバー構造を有するプレートを切り取って接続部をつくる工程と、
   上記プレートを変形させるとともに上記接続部を互いに係合させ、上記プレートを少なくとも部分的に変形された状態に保持して、製造すべき上記構造部品の複雑な形状を実質的に有するファイバー予備形成体をつくる工程と、
   基質材料の前駆体を含む液体でファイバー予備形成体を含浸するとともに熱処理により前駆体を基質材料に変質させる液相法を用いることにより、又は化学気相浸透法を用いることにより、ファイバー予備形成体を基質材料で高密度化する工程とを含むことを特徴とする方法。
8. 上記予備形成体を、上記ファイバー構造プレートを折り曲げて接続部を互いに係合させることで形成することを特徴とする、請求項７に記載の方法。

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