JP6366609B2

JP6366609B2 - 複合材料で作られた湾曲ハニカム構造を製造する方法

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Publication number: JP6366609B2
Application number: JP2015554207A
Authority: JP
Inventors: フーケ，ステファニー; ヒメネス，セバスチャン; フィリップ，エリク; シャルルー，フランソワ
Original assignee: サフラン・セラミックス
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: BR112015017494A2; WO2014118215A1; CN104955636B; CA2898153C; EP2951008A1; RU2015136583A; US20150361612A1; FR3001409A1; CN104955636A; FR3001409B1; BR112015017494B1; JP2016509548A; RU2647024C2; US10612186B2; CA2898153A1; EP2951008B1

Description

本発明は、たとえば航空用ガスタービンまたは燃焼室によって発生する雑音を低減するための音響減衰パネルにおいて、あるいはサンドイッチ型アセンブリ向けの構造要素（補剛材）の重量の減少において使用される、セル状構造またはセル状体の一般的分野に関する。

これらのパネルは通常、ハニカムなどのセル状構造またはセル状体を２つの壁の間に配置させて、減衰することが望まれる音波を透過させる多穿孔表面パネル、および中実反射パネルによって、構成されている。公知の方法において、パネルは、ダクト内で発生した特定周波数範囲の音波に対して減衰を行う、ヘルムホルツタイプの共振器を形成する。

セル状構造は、米国特許第５９１２４４２号明細書、および英国特許第２３１４５２６号明細書に記載されるような金属材料で、または金属材料よりも軽量な複合材料、すなわちマトリクスによって緻密化された繊維補強材を含む材料から、作られてもよい。

米国特許第５４１５７１５号明細書は、伸張可能な繊維構造から始まって、複合材料からハニカム構造を作ることを開示している。この文献において、繊維構造は具体的には、テクスチャを形成するように、織物の二次元プライをスタッガード式にまとめて積層および接合することによって、作られてもよい。プライの間の接続は、スタッガード式に配置され、接着剤または縫合によって形成された、平行なストリップに沿ってなされる。プライの積層はその後セグメントに切断されて、各セグメントはその後、変形によってセル状構造を得るように、プライの面に垂直な方向に伸長される。

米国特許第５４１５７１５号明細書に記載された変形実施形態において、二次元プライは、テクスチャを形成するために重ねられて針で縫われる。その後スロット型切り込みが、セルの寸法および形状を定義する寸法および位置で、たとえばウォータージェットまたはレーザによって、テクスチャ内にスタッガード式に作られる。切り込みを作った後、テクスチャは、変形によってセル状構造を得るように、切断面に対して直角な方向に伸長される。

それでもなお、このタイプの繊維構造は平坦なセル状構造を作成するのによく適合していても、湾曲した形状のセル状構造を作ることが望ましいときには、これを使用することが大変困難であることが見出された。湾曲形状を得るための変形は、繊維構造に張り領域を生じる。繊維構造が上述のような二次元プライの積層から作られるとき、プライはこれらの張り領域の近傍において分離する可能性があり、あるいはこれらは規則的なセル状構造が得られるのを妨害するように、不均一に変形する可能性がある。

さらに、上述のようなやり方で伸張可能繊維テクスチャを作るには、多くの手作業を必要とするが、これでは工業生産には適合しない。

米国特許第５９１２４４２号明細書英国特許第２３１４５２６号明細書米国特許第５４１５７１５号明細書

信頼性が高く安価な、そして複合材料から湾曲した形状のセル状構造を製造できるようにする、ソリューションを有する必要性が存在する。

この目的のため、本発明は、湾曲セル状構造を製造する方法を提供し、この方法は、
繊維構造の厚さ内に延在する非相互連結の領域を有する伸張可能繊維構造を作成するステップであって、非相互連結の領域は相互連結の部分によって互いに離間している、ステップと、
所定材料の前駆体である樹脂を繊維構造に含浸させるステップであって、含浸の後には選択的に乾燥または予備硬化が続く、ステップと、
非相互連結の各領域で繊維構造内にセルを形成するように、支持ツーリング上で繊維構造を伸張させるステップであって、ツーリングはまた、製造されるセル状構造の形状に一致する湾曲形状も有する、ステップと、
複数のセルを有する湾曲セル状構造を形成するように、繊維構造の樹脂を重合させるステップと、
を含み、方法は、
繊維テクスチャは、縦糸の複数の層と横糸の複数の層との間の多層織りによって作られ、少なくとも１本の縦糸が少なくとも２つの隣り合う横糸の層からの横糸を相互連結する相互連結の部分を各々が有する一連の連続する織り面を繰り返し、相互連結の部分は、各一連の織り面の間の横糸の層と平行な方向に、横糸１本以上分だけずれていることを、特徴とする。

このため、本発明の方法によれば、セル状構造は、織りによって得られる伸張可能繊維構造から作られ、こうしてプライを積層することによって得られた伸張可能構造の強度よりも強い機械的強度を課すことができるようにする。本発明の繊維構造は、湾曲形状を有するツーリング上で形成されたときであっても、すべての点において良好な凝集性を有し、伸張後に均一なセル構造を得やすくする。織りによって繊維構造を作ることにより、プライを積層することによって得られる構造と比較して、材料の損失が最小化される。

さらに、本発明の方法において、織られた補強材がセルの軸に対して角度を形成する横糸および縦糸を有するセル状構造が得られ、これにより、これが成形されている間に繊維構造内の張り領域を縮小することによって、その後の湾曲形状の良好な変形能を実現できるようにする。

具体的な特徴によれば、繊維構造は、少なくとも１本の縦糸が少なくとも２つの隣り合う横糸の層の横糸を相互連結する相互連結の部分を各々が有する、一連の２つの連続する織り面を繰り返すことによって織られ、相互連結部分は、各セルの軸に対して４５°の角度を形成する方向に縦糸層の糸および横糸層の糸を配向させるように、各一連の織り面の間の横糸の層の方向と平行な方向に、横糸２本分だけずれており、こうして繊維構造が伸張させられている間にこれがより大きく変形できるようにし、これによって反った表面上での良好な成形を容易にする。

本発明の方法の第二の態様において、繊維構造は多層インターロック織りによる三次元織りによって作られ、これにより、繊維構造の機械的強度、およびその結果として結果的なセル状構造の機械的強度を、さらに補強する。

本発明の方法の第三の態様において、製造されるセル状構造のセルの壁の厚さは、相互連結部分で織られた縦糸の層の数に応じて調整される。

繊維構造は炭化ケイ素繊維から作られてもよく、繊維構造の含浸に使用される樹脂はセラミック前駆体樹脂であってもよい。

繊維構造はまた炭素繊維から作られてもよく、繊維構造に含浸させるために使用される樹脂は、フェノール系の炭素前駆体樹脂である。

本発明の方法の第四の態様において、これはさらに、前記樹脂をセラミックに転移するために樹脂を重合させるステップを含む。

本発明の方法の第五の態様において、これはさらに、セル状構造を緻密化するステップを含む。

本発明の方法の第六の態様において、含浸ステップの後に、可能であれは予備硬化ステップが続き、繊維構造を伸張および重合させるステップの前に、方法はセル状構造の１つ以上の所定寸法に切断するステップを含む。

本発明の方法の第七の態様において、これは縦糸の複数の層と横糸の複数の層との間の多層織りによって繊維構造を作成するステップを含み、繊維構造は基材の厚さ内に延在する非相互連結の領域を有し、非相互連結の領域は横糸の複数の層の間の相互連結の部分によって互いに離間しており、方法はさらに、可能であれば予備硬化が続く、所定材料の前駆体である樹脂を繊維構造に含浸させるステップの後に、伸張可能繊維構造を得るように、繊維構造から少なくとも１つのストリップを切断するステップを含み、各ストリップは、作成されるセルの高さに一致する所定幅で切り出される。

本発明のその他の特徴および利点は、非限定例として提示され、以下の添付図面を参照する、本発明の特定の実施形態の以下の説明より明らかとなる。

本発明の実施形態による、湾曲したセル状構造の模式的斜視図である。本発明の実施形態による、伸張可能な繊維構造の模式図である。本発明の実施形態による、伸張可能な繊維構造の２つの連続する織り面の拡大図である。本発明の実施形態による、伸張可能な繊維構造の２つの連続する織り面の拡大図である。形取りツーリング上の繊維構造の伸張を示す模式的斜視図である。本発明の別の実施形態による、伸張可能な繊維構造の２つの連続する織り面の拡大図である。本発明の別の実施形態による、伸張可能な繊維構造の２つの連続する織り面の拡大図である。本発明の別の実施形態による、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、湾曲セル状構造の模式的斜視図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図３Ａから図３Ｂの繊維構造と同じタイプの繊維構造を作成するのに適した織り面であるが、横糸および縦糸が、セルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、３Ｄインターロック織りによって得られる伸張可能繊維構造の連続する織り面の部分拡大図である。本発明の別の実施形態による、３Ｄインターロック織りによって得られる伸張可能繊維構造の連続する織り面の部分拡大図である。本発明の別の実施形態による、３Ｄインターロック織りによって得られる伸張可能繊維構造の連続する織り面の部分拡大図である。本発明の別の実施形態による、３Ｄインターロック織りによって得られる伸張可能繊維構造の連続する織り面の部分拡大図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、図８Ａから図８Ｄの繊維構造と同じタイプで繊維構造が作られることを可能にする織り面であるが、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°で配向されている、織り面を示す図である。本発明の別の実施形態による、縦糸および横糸の２つの層によって構成される壁を有するセルを有して伸張可能繊維構造を形成することを可能にする、連続する織り面の部分拡大図の一つである。本発明の別の実施形態による、縦糸および横糸の２つの層によって構成される壁を有するセルを有して伸張可能繊維構造を形成することを可能にする、連続する織り面の部分拡大図の一つである。本発明の別の実施形態による、縦糸および横糸の２つの層によって構成される壁を有するセルを有して伸張可能繊維構造を形成することを可能にする、連続する織り面の部分拡大図の一つである。本発明の別の実施形態による、縦糸および横糸の２つの層によって構成される壁を有するセルを有して伸張可能繊維構造を形成することを可能にする、連続する織り面の部分拡大図の一つである。

本発明は一般的に、１つ以上の方向に湾曲した形状を有し、複合材料から、すなわちマトリクスによって緻密化された繊維補強材を含む材料から作られた、ハニカムタイプのセル状構造またはセル状体の作成に適用される。本発明のセル状構造は具体的には、音響減衰システムにおいて、および／またはサンドイッチ型アセンブリ内の軽量化構造要素（補剛材）として、使用されてもよい。

本発明のセル状構造はより具体的には、ただしこれに限定されないが、熱構造複合材料、すなわち良好な機械的特性と、高温でこれらの特性を保存する能力とを有する複合材料から、作られてもよい。典型的な熱構造複合材料は、少なくとも部分的に、炭素マトリクスで緻密化された炭素繊維補強材によって形成された炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料、およびセラミックであるマトリクスによって緻密化された難燃性繊維補強材（炭素またはセラミック製）によって形成されたセラミックマトリクス複合（ＣＭＣ）材料である。ＣＭＣの例は、Ｃ／ＳｉＣ複合材料（炭素繊維補強材および炭化ケイ素マトリクス）、Ｃ／Ｃ−ＳｉＣ複合材料（炭素繊維補強材、ならびに一般的には繊維に近い炭素相、および炭化ケイ素相の両方を含む、マトリクス）およびＳｉＣ／ＳｉＣ複合材料（いずれも炭化ケイ素で作られた補強用繊維およびマトリクス）である。材料の機械的強度を向上させるために、補強用繊維とマトリクスとの間に相間層が介在してもよい。

図１は、壁１２によって画定された複数のセル１１を有するセル状構造１０を示しており、各セル１１は、下記において「セル軸」と称されるＺ軸に沿って、垂直に延在する。図１に示される実施形態において、セル１１は菱形である。とは言うものの、本発明のセル状構造のセルは、Ｆｌｅｘｉｃｏｒｅ（Ｒ）タイプなどの、六角形、四角形の形状など、様々な幾何形状を有してもよい。セル状構造１０は、方向Ｄｃに湾曲した形状を有する。現在記載されている例において、セル状構造１０は、円筒形の一部の形状を有している。とは言うものの、本発明のセル状構造は、たとえば：円錐台形；および／または異なる方向への１つ以上の湾曲など、その他の形状を有することもできる。

本発明によれば、セル状構造の製造は、セル状構造の繊維補強材を形成することになる伸張可能繊維構造を形成することによって開始され、繊維構造は、複数の糸の層としてその上に配置された縦糸の束を有するジャカード式織機上で実行される多層または三次元（３Ｄ）織りによって得られ、縦糸は横糸によって相互連結され、その逆も行われる。

本明細書および図面において、慣例により、および便宜的理由のため、１つまたは複数の横糸層の横糸を連結するためにその経路から逸れているのは縦糸であることが、記述および図示されている。それでもなお、縦糸と横糸との間の交換可能な役割が可能であり、本発明に含まれるものと見なされるべきである。

図２は、セル状構造１０の繊維補強材を構成するための、伸張可能繊維構造１００を示す。構造１００は、繊維構造の厚さにわたって延在し、相互連結部分１２０によって互いに離間している、複数の非相互連結の領域１１０を有する。以下に詳述されるように、相互連結部分は、縦糸の層が横糸によって相互連結されている繊維構造の部分に対応し、するとこれらの部分は、セル状構造内のセルの壁の間の接合部分に対応する。

繊維構造１００の多層織りの技術の１つは、横糸が断面で示されている、それぞれ多面タイプの織りの２つの連続する織り面の拡大図である図３Ａおよび図３Ｂに、模式的に示されている。この例において、構造１００は、セル状構造（図１）のセルの軸に一致するＺ方向に延在する、横糸の６つの層Ｔ１からＴ６を含む。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、横糸の各層は縦糸Ｃ１からＣ６によって相互連結されており、その各々が縦糸の層のそれぞれの１つに属している。繊維構造の厚さ、およびその結果としてその後構造１００を伸張させることによって形成されるセルの高さは、Ｚ方向に延在し、縦糸によって一緒に織られる横糸の長さ、すなわち図３Ａおよび図３Ｂに示される面の繰り返し数によって、決定される。構造１００の長さおよび幅はそれぞれ、層ごとの横糸の数（Ｘ方向）および織られる横糸の層の数（Ｙ方向）によって、決定される。

簡素化を目的として、６つの縦糸の層および６つの横糸の層が示されている。当然ながら、獲得しようとする繊維構造の寸法（幅および厚さ）に応じて、構造は、具体的には繊維構造のＹ方向にセルの数を増加させるために、より多数の縦糸および横糸の層で作られてもよい。やはり簡潔さを目的として、図３Ａに示されるように、２つの隣り合う菱形セルがどのように作られるかを示すために、２２本の横糸のみが示されている。当然ながら、繊維構造のＸ方向にセルのサイズを増加させるために、層ごとの横糸の数はこれより多くてもよい。

相互連結部分１１１から１１７は、２つの隣り合う横糸の層の糸の間に作られる。これらの相互連結部分はその間に非相互連結の領域１２１から１２８を画定し、一旦繊維構造が伸張すると、その各々はセルの一部またはすべてを形成する。

一旦伸張可能繊維構造１００が作られてしまうと、これはたとえばセラミックなど、所定材料の有機前駆体を含有する液体組成物を含浸させられる。この目的のため、繊維テクスチャは樹脂、および通常は樹脂の溶媒を収容する浴内で、浸漬させられる。排液後、テクスチャは炉内で乾燥させられる。乾燥は、繊維テクスチャの十分な変形能を維持するために、適度な温度で実行されなければならない。連続含浸装置に繊維テクスチャを通すこと、注入による含浸、または実際には樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）による含浸など、その他の周知の含浸技術が使用されてもよい。

有機前駆体は通常、可能であれば溶媒中に希釈された、樹脂などのポリマーの形態で存在する。一例として、セラミックの（ＣＭＣ複合材料を使用するとき）、および具体的にはＳｉＣの液体前駆体は、ポリカルボシラン（ＰＣＳ）、ポリシロキサン（ＰＳＸ）、ポリチタノカルボシラン（ＰＴＣＳ）、またはポリシラザン（ＰＳＺ）系の樹脂であってもよい。

繊維構造はその後、乾燥または予備硬化（予備重合）を受けることが可能である。

この段階において、繊維構造は、１つ以上の所定寸法に適合するために、たとえば加圧下の水の噴射によって、またはレーザによって、切断されることが可能である。最終的なセル状構造の高さ、長さ、および／または幅は、このようにして調整されることが可能である。

図４に示されるように、含浸された繊維構造１００はその後、製造されるセル状構造の最終形状に一致する湾曲形状を有する支持ツーリング５０上で、伸張させられる。現在記載されている例において、支持ツーリング５０は円筒形の形状であり、ツーリング５０上の所定位置に構造１００を保持するためのペグ５１を有している。

繊維構造１００が伸張させられてツーリング５０上で成形された後、繊維構造１００に含浸させる樹脂は、ある程度の機械的強度をそこに課すように重合されて、取扱中にその形状を維持できるようにする。これにより、図１に示されるセル状構造１０を製造する。繊維構造１００がセラミック前駆体樹脂で含浸されたとき、セル状構造は重合の後に、ポリマーマトリクスをセラミックに転移するために、不活性ガスの下で熱分解処理を受けてもよい。

この段階において、セル状構造はまだ多孔性を有しており、この多孔性は、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）、ポリマー含浸および熱分解（ＰＩＰ）、またはたとえばＳｉＣおよび有機結合剤を含有するスラリなどのスラリでの含浸（スラリキャスト）など、その後液体シリコンの浸透（溶解浸透）が続く周知の緻密化技術によって所定レベルまで低下させられることが可能である。

図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ、一旦伸張させられると六角形のセルを形成する繊維構造２００を作成するのに適した２つの連続する織り面の拡大図であり、横糸は断面で示されている。この例において、構造２００は、セル状構造のセルの軸に一致するＺ方向に延在する、横糸の６つの層Ｔ１からＴ６を有する。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、横糸の各層は縦糸Ｃ１からＣ６によって相互連結されており、その各々はそれぞれの縦糸の層に属している。上述の繊維構造１００については、繊維構造２００の厚さ、および結果としてその後構造を伸張させることによって形成されるセルの高さは、Ｚ方向に延在し、縦糸によって一緒に織られた横糸の長さ、すなわち図５Ａおよび図５Ｂの平面の繰り返し数によって、決定される。構造２００の長さおよび幅は、層ごとの横糸の数（Ｘ方向）によって、および織られた横糸の層の数（Ｙ方向）によって、それぞれ画定される。

獲得しようとする繊維構造の寸法（幅および厚さ）に応じて、構造は、具体的には繊維構造のＹ方向にセルの数を増加させるために、より多数の縦糸の層および横糸の層で作られてもよいが、その一方で繊維構造のＸ方向にセルのサイズを増加させるために、層ごとの横糸の数も同様に増加することが可能である。

相互連結部分２１１から２１７は、２つの隣り合う横糸の層の糸の間に作られる。これらの相互連結部分は非相互連結の領域２２１から２２８を画定し、一旦繊維構造が伸張すると、その各々はセルを形成する。

上述の繊維構造は、セル１１のＺ軸と平行な横糸１０１およびセル１１のＺ軸に対して直角な縦糸１０２を示す図１に模式的に示されるように、セルの軸と平行な横糸（０°）およびセルの軸に対して直角な縦糸（９０°）を用いて織られる。それでもなお、横糸および縦糸は、セルの軸に対して異なる配向を取る可能性がある。セルの軸に対して異なる縦糸および横糸の配向、すなわちセルの軸と平行ではない横糸およびセルの軸に対して直角ではない縦糸を有しようとするときには、相互連結部分は、各一連の織り面の間で横糸の層の方向と平行な方向に、横糸１本以上分だけずれており、相互連結部分のずれの横糸数は、糸とセルの軸との間の所望の角度に応じている。

特定の例において、繊維構造は、横糸および縦糸がセルの軸に対して４５°の配向となるように織られてもよく、それによって、繊維構造が伸張している間にこれがより大きな変形を受けることを可能にし、こうして反った表面上での良好な成形を強化する。このような配向は、セル３０の軸に対して４５°で配向された横糸３０１および縦糸３０２を壁が有するセル状構造３０のセル３１を示す図６に、模式的に示されている。

図７Ａから図７Ｌは、上述の構造１００と同じタイプの繊維構造３００、すなわち菱形セルを形成するのに適しているがしかし縦糸および横糸が各セルの軸に対して４５°で配向されている繊維構造が作られることを可能にする、織り面を示す。繊維構造３００の織りは、図７Ａと図７Ｃ、図７Ｂと図７Ｄ、および図７Ｃと図７Ｅなどの間の相互連結部分３１１から１３７について示されるように、この例では横糸２本分だけ、２本の横糸の相互連結部分が平面２つごとにずれている点において、構造１００の織りと異なっている。

本発明のセル状構造の補強材を形成するための繊維構造はまた、多層またはインターロック式３Ｄ織りによって作られてもよい。用語「インターロック織り」は本明細書において、各縦糸層が、横糸層の中で交差する縦糸との織り面内で同じ運動を有する同じ縦糸列内のすべての糸と複数の横糸層を相互連結させる、多層または３Ｄ織りを意味するために使用される。

図８Ａから図８Ｄは、菱形セルが形成されることを可能にする伸張可能繊維構造４００の織りの２つの連続する面の部分図（図８Ａおよび図８Ｂには第一面の半分ずつが示され、図８Ｃおよび図８Ｄには第二面の半分ずつが示される）であり、構造はインターロック３Ｄ織りによって得られ、横糸は断面として視認可能である。現在記載されている例において、構造４００は、セル状構造のセルの軸に一致するＺ方向に延在する層ごとに、１６８本の横糸を有する６つの横糸の層Ｔ１からＴ６を有する。図８Ａから図８Ｄにおいて、横糸の各層は、縦糸Ｃ１からＣ６によって少なくとも一回交差されるが、その各々は縦糸の層に属している。相互連結部分４１０は横糸の隣り合う２つの層の糸の間に作られる。その間で、これらの相互連結部分は非相互連結の領域４２０を画定し、一旦繊維構造が伸張すると、その各々がセルを形成する。

繊維構造４００はセル軸と平行な横糸（０°）で織られ、その一方で縦糸はセル軸に対して直角である（９０°）。図９Ａから図９Ｈは、連続する４つの織り面の部分図（図９Ａおよび図９Ｂには第一面の半分ずつを示され、図９Ｃおよび図９Ｄには第二面の半分ずつが示される）であり、こうして上述の構造４００と同じタイプの繊維構造５００、すなわち菱形セルを形成するのに適しているがしかし縦糸および横糸が各セルの軸に対して４５°で配向されている繊維構造を作ることを、可能にする。繊維構造５００の織りは、図９Ａと図９Ｅ、図９Ｂと図９Ｆ、図９Ｃと図９Ｇなどの間の相互連結部分５１０について示されるように、２本の横糸の相互連結部分が平面２つごとにずれている点において、構造４００の織りと異なっている。

本発明の別の態様において、セル状構造のセルの壁の厚さは、セル壁を形成するために使用される横糸の層の数に応じて調整されることが可能である。伸張可能繊維構造の織りの上述の例において、セルの壁を形成するために、単一層の横糸が使用される（ただし図５Ａおよび図５Ｂの相互連結部分によって形成される壁を除く）。図１０Ａから図１０Ｄは、縦糸の２つの層および横糸の隣り合う２つの層、ここでは縦糸Ｃ１からＣ４によって相互連結された層Ｔ１／Ｔ２およびＴ３／Ｔ４によって構成された壁を用いて菱形セルを有する伸張可能繊維構造を形成するのに適した、４つの連続する織り面の部分拡大図である（横糸は断面として視認可能である）。

本発明のセル状構造は、具体的には音響減衰パネルを作成するために使用されることが可能である。このような状況下で、セル状構造は一般的に、構造外皮と多穿孔音響外皮との間に配置される。これらの要素の形状および寸法は、パネルが実装される部品に応じて定義される。

このような音響減衰パネルは、ガスタービンのいずれの流れダクト内でも一般的に使用されてよい。具体的にはこれは、ターボジェットの排気ダストなど、航空エンジンノズルの様々な部分に装着されてもよい。これはまた、エンジンコアから伝播する音波を減衰するために、航空エンジンナセルの内表面上で使用されてもよい。本発明の音響減衰パネルはまた、航空エンジンの逆推力装置内で、具体的にはこのような逆推力装置の範囲で、有利に使用されてもよい。

セラミックマトリクス複合材料からの音響減衰パネルの作成は、その構造強度が高温（７００℃超）で維持されることを保証しながら、部品の重量を減少させることを可能にする。たとえば排気システムにおいて、排気コーンおよびノズル内におけるＣＭＣ製の音響減衰パネルの使用は、射出装置の重量を不利にすることなく、航空エンジンの後部胴体に音響減衰機能を組み込むことを可能にする。

本発明の伸張可能繊維構造は、単一の所定セル状構造を形成するようになっている寸法を有する構造を織るために、すなわち上述のような多層織りを用いて、作成されるセル状構造の規模で直接作られてもよく、伸張可能繊維構造の寸法は可能であれば、含浸後に、および可能であれば構造の乾燥または予備硬化の後に作られる切り込みによって、調整される。

変形実施形態において、大型の繊維基材が、上述のような多層織りによって作られる。含浸後、および可能であれば乾燥または予備硬化の後に、繊維基材のストリップの形態の繊維基材から、各々がセル状構造を形成するための複数の伸張可能繊維構造がその後切り出され、各ストリップは、具体的には作成されるセルの高さに一致する所定幅で、切り出される。

Claims

湾曲セル状構造（１０）を製造する方法であって、方法は、
繊維構造（１００）の厚さ内に延在する非相互連結の領域（１１０）を有する伸張可能繊維構造（１００）を作成するステップであって、非相互連結の領域（１１０）は相互連結の部分によって互いに離間している、ステップと、
所定材料の前駆体である樹脂を繊維構造（１００）に含浸させるステップと、
非相互連結の各領域（１１０）で繊維構造内にセルを形成するように、支持ツーリング（５０）上で繊維構造（１００）を伸張させるステップであって、ツーリングはまた、製造されるセル状構造（１０）の形状に一致する湾曲形状も有する、ステップと、
複数のセル（１１）を有する湾曲セル状構造（１０）を形成するように、繊維構造の樹脂を重合させるステップと、
を含み、
繊維構造（１００）は、縦糸の複数の層と横糸の複数の層との間の多層織りによって作られ、少なくとも１本の縦糸が少なくとも２つの隣り合う横糸の層からの横糸を相互連結する相互連結の部分（３１１〜３１７）を各々が有する、一連の連続する織り面を繰り返すこと、ならびに相互連結の部分（３１１〜３１７）は、各一連の織り面の間の横糸の層と平行な方向に横糸１本以上分だけずれていることを特徴とする、方法。
繊維構造が一連の２つの連続する織り面を繰り返すことによって織られ、その各々は、少なくとも１本の縦糸が横糸の少なくとも２つの隣り合う層の横糸を相互連結する相互連結部分（３１１〜３１７）を有すること、ならびに相互連結部分（３１１〜３１７）は、各セルの軸に対して４５°の角度を形成する方向に縦糸層の糸および横糸層の糸を配向させるように、各一連の織り面の間の横糸の層の方向と平行な方向に、横糸２本分だけずれていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
繊維構造が、多層インターロック織りによる三次元織りによって作られることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
製造されるセル状構造（１０）のセル（１１）の壁（１２）の厚さが、相互連結部分で織られた縦糸の層の数に応じて調整されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
繊維構造（１００）が炭化ケイ素で作られることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
繊維構造（１００）の含浸に使用される樹脂がセラミック前駆体樹脂であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
前記樹脂をセラミックに転移するために樹脂を重合させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
セル状構造（１０）を緻密化するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
含浸ステップの後、ならびに繊維構造（１００）を伸張および重合させるステップの前に、前記繊維構造をセル状構造の１つ以上の所定寸法に切断するステップを含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
縦糸の複数の層と横糸の複数の層との間の多層織りによって繊維構造を作成するステップを含み、繊維構造は基材の厚さ内に延在する非相互連結の領域を有し、非相互連結の領域は横糸の複数の層の間の相互連結の部分によって互いに離間しており、方法はさらに、所定材料の前駆体である樹脂を繊維構造に含浸させるステップの後に、前記伸張可能繊維構造を得るように、前記繊維構造から少なくとも１つのストリップを切断するステップを含み、各ストリップは作成されるセルの高さに対応する所定幅で切り出されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。