JP7123410B2 - 複合材料部品における造作を形成するための方法およびアセンブリ - Google Patents
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Description
複合材料部品における造作を形成するための方法であって、ベースツール上に複合材料を堆積するステップと、造作形成ツールを展開して、前記複合材料を1つ以上の凹部へと押し込むステップと、前記造作形成ツールで前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込んだ状態で前記複合材料を処理して、処理後の前記複合材料で未処理状態の複合材料部品を形成するステップとを含んでおり、前記造作形成ツールは、前記複合材料部品の1つ以上の造作を形成するための1つ以上の形成部材を備え、前記形成部材は、フレームによって支持されている、方法。
前記ベースツール上に前記複合材料を堆積した後、かつ前記造作形成ツールを展開する前に、前記複合材料の周囲にバッグを密封するステップをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
前記造作形成ツールで前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込んだ状態で前記複合材料を処理した後に、前記造作形成ツールを前記未処理状態の複合材料部品から取り除くステップと、前記未処理状態の複合材料部品を仕上げ処理し、前記複合材料部品を生成するステップとをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
前記造作形成ツールを展開することは、前記フレームを前記ベースツールの整列用造作に整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと案内されるように前記形成部材を下降させることを含む、任意の前項に記載の方法。
前記ベースツールは、各々の形成部材に対応する1つの凹部を備え、各々の凹部は、前記1つ以上の形成部材に対して相補的に形作られている、任意の前項に記載の方法。
各々の形成部材は、前記フレームを貫いて延びるシャンクであって、第2の端部の反対側の第1の端部を有し、前記第2の端部は前記造作形成ツールが展開のために配置されたときに前記フレームと前記複合材料との間に位置するシャンクと、前記シャンクの前記第2の端部に位置する造作形成ヘッドとを備え、付勢部材が、前記フレームと前記造作形成ヘッドとの間に配置され、前記造作形成ヘッドを前記複合材料に向かって押して前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込む、任意の前項に記載の方法。
前記造作形成ツールを展開することは、前記フレームを前記ベースツールの整列用造作に整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと押し込まれるまで前記1つ以上の形成部材を前記複合材料に向かって下降させることを含み、前記シャンクの前記第1の端部は、前記フレームを過ぎて延び、くさびが、前記フレームと各々の形成部材の前記シャンクの前記第1の端部上のカラーとの間に配置され、前記フレームが前記ベースツールの前記整列用造作に整列されるまで前記造作形成ヘッドを前記複合材料から離れた状態に保持する、任意の前項に記載の方法。
各々のくさびは、ギャップ内に配置され、前記ギャップは、前記形成部材によって前記複合材料へと加えられる力を制限するようなサイズとされている、任意の前項に記載の方法。
前記1つ以上の造作は、皿取りを含む、任意の前項に記載の方法。
前記1つ以上の造作は、座ぐりを含む、任意の前項に記載の方法。
複合材料部品における造作を形成するための方法であって、ベースツール上に複合材料を堆積するステップと、前記複合材料の周囲にバッグを密封するステップと、前記複合材料部品の1つ以上の造作を形成するための1つ以上の形成部材を備えており、前記形成部材はフレームによって支持されている造作形成ツールを展開して、前記複合材料を1つ以上の凹部へと押し込むステップと、前記造作形成ツールで前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込んだ状態で前記複合材料を処理して、処理後の前記複合材料で未処理状態の複合材料部品を形成するステップと、前記造作形成ツールおよび前記バッグを前記未処理状態の複合材料部品から取り除くステップと、を含んでおり、前記未処理状態の複合材料部品は、前記造作形成ツールによって形成された前記1つ以上の造作を備えている、方法。
前記造作形成ツールおよび前記バッグを前記未処理状態の複合材料部品から取り除いた後で、前記未処理状態の複合材料部品を焼成して焼成済み複合材料部品を生成することと、前記焼成済み複合材料部品を緻密化して前記複合材料部品を生成することとをさらに含む、任意の前項に記載の方法。
前記1つ以上の造作は、皿取りを含む、任意の前項に記載の方法。
前記1つ以上の造作は、座ぐりを含む、任意の前項に記載の方法。
前記造作形成ツールを展開することは、前記フレームを前記ベースツールの整列用造作に整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと押し込まれるまで前記形成部材を前記複合材料に向かって下降させることを含む、任意の前項に記載の方法。
前記ベースツールは、各々の形成部材に対応する1つの凹部を備え、各々の凹部は、前記1つ以上の形成部材に対して相補的に形作られている、任意の前項に記載の方法。
各々の形成部材は、前記フレームを貫いて延びるシャンクであって、第2の端部の反対側の第1の端部を有し、前記第2の端部は前記造作形成ツールが前記複合材料に接触するように配置されたときに前記フレームと前記複合材料との間に位置するシャンクと、前記シャンクの前記第2の端部に位置する造作形成ヘッドとを備え、付勢部材が、前記フレームと前記造作形成ヘッドとの間に配置され、前記造作形成ヘッドを前記複合材料に向かって押して前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込む、任意の前項に記載の方法。
前記造作形成ツールを展開することは、前記フレームを前記ベースツールの整列用造作に整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと押し込まれるまで前記1つ以上の形成部材を前記複合材料に向かって下降させることを含み、前記シャンクの前記第1の端部は、前記フレームを過ぎて延び、くさびが、前記フレームと各々の形成部材の前記シャンクの前記第1の端部上のカラーとの間に配置され、前記フレームが前記ベースツールの前記整列用造作に整列されるまで前記造作形成ヘッドを前記複合材料から離れた状態に保持する、任意の前項に記載の方法。
前記複合材料は、セラミックマトリクス複合材料から形成された複数の複合材料プライである、任意の前項に記載の方法。
12 長手方向の中心線または軸中心線
14 ファン部分
16 コアタービンエンジン
18 外ケーシング
20 取り入れ口
22 低圧圧縮機
24 高圧圧縮機
26 燃焼部分
28 高圧タービン
30 低圧タービン
32 ジェット排気ノズル部分
34 高圧シャフト/スプール
36 低圧シャフト/スプール
38 ファン
40 ブレード
42 ディスク
48 ナセル
50 ファンケーシングまたはナセル
52 出口案内ベーン
54 下流部分
56 バイパス気流の通路
58 空気
60 取り入れ口
62 空気の第1の部分
64 空気の第2の部分
66 燃焼ガス
68 ステータベーン
70 タービンロータブレード
72 ステータベーン
74 タービンロータブレード
76 ファンノズル排気部分
78 高温ガス経路
90 複合材料部品
100 ベースツール
100a 近位側表面
100b 遠位側表面
101 ベースツールの整列用造作
102 複数の複合材料プライ
102a プライの最も外側の表面
102b プライの最も内側の表面
104 凹部
104a 第1の凹部
104b 第2の凹部
106 皿取りの造作
108 座ぐりの造作
110 造作形成ツール
112 シート
116 第1の材料
118 第2の材料
120 インサート側面
122 シート表面
124 インサート表面/表面
125 バッグ
126 (シートとインサートとの間の)移行領域
128 (複合材料部品の)開口
130 (ベースツールの)ツール用開口
132 開口形成ツール
134a ツールの鋭い端部
134b ツールの遠位端
136 ストッパ
138 (プライに当接する)ストッパの表面
140 (ストッパに取り付けられた)ステム
142 ステムの鋭い端部
144 ガイドツール
144a ガイドツールの第1のアーム
144b ガイドツールの第2のアーム
146 カラー200 ベースツール
200a 近位側表面
200b 遠位側表面
201 整列用造作
204 ベースツールの凹部
210 造作形成ツール
212 フレーム
214 形成部材
215 ねじ
216 シャンク
216a シャンクの第1の端部
216b シャンクの第2の端部
218 造作形成ヘッド
220 付勢部材
222 カラー
224 くさび
226 ナット/固定機構
300 ベースツール
300a 近位側表面
300b 遠位側表面
304 ベースツールの凹部
310 造作形成ツール
312 ステム
312a ステムのヘッド端
312b ステムの先端
314 造作形成ヘッド
315 キャップ
315a キャップの狭い縁部
316 第1の材料
318 第2の材料
320 (凹部と非凹部分との間のプライの)移行領域
322 (ツール用開口内の)Oリング
330 ツール用開口
330a ツール用開口の近位端
330b ツール用開口の遠位端
332 開口形成ツール
332a 開口形成ツールの鋭い端部
332b 開口形成ツールのハンドル端
334 開口形成ツールのシャフト
400 ベースツール
400a ベースツールの近位側表面
400b ベースツールの遠位側表面
404 (雌型432によって形成された)凹部
410 造作形成ツール
410a 縁部分
412 ツールアセンブリ
414 ピン
416 段部ブシュ
416a 段部ブシュの第1の端部
416b 段部ブシュの第2の端部
418 ベースツール内の通路
420 段部ブシュを貫く開口
422 段部
424 ボス
425 ナット/固定機構
426 端部キャップ
429 移行領域
430 造作形成ツールの第2の材料
432 雌型
434 雌型の開口
434a 開口の近位部
434b 開口の遠位部
436 造作形成ヘッド
438 ステム
440 Oリング
442 雌型の溝(Oリング用)
444 ナット/固定部材(型用)
446 スリーブ
448 スリーブを貫く開口
450 Oリング
452 ナット/固定部材(スリーブ用)
500 ツールアセンブリ
502 主ツール
504 セグメント式ツール
504a セグメント式ツールの第1のセグメント
506 ツール表面
508 セグメントと主ツールとの間のシール
509 ツール用開口
510 造作形成ツール
512 ステム
514 造作形成ヘッド
516 第1のセグメントの凹部
518 ステムとセグメントとの間のシール
700 方法
702 ベースツール上に複合材料を堆積する
704 複合材料に1つ以上の開口を形成する
706 造作形成ツールを複合材料に接触させる
708 造作形成ツールおよび複合材料の周囲でバッグを密封する
710 造作形成ツールを材料に接触させた状態で複合材料を処理する
712 未処理状態の複合材料部品からバッグおよび造作形成ツールを取り除く
714 未処理状態の部品を仕上げ処理する
716 機械加工による仕上げおよび/またはコーティングの適用
900 方法
902 ベースツール上に複合材料を堆積する
904 複合材料に1つ以上の開口を形成する
906 複合材料の周囲でバッグを密封する
908 複合材料をベースツールの凹部へと押し込むように造作形成ツールを展開する
910 造作形成ツールで複合材料をベースツールの凹部へと押し込んだ状態で複合材料を処理する
912 未処理状態の複合材料部品からバッグおよび造作形成ツールを取り除く
914 未処理状態の部品を仕上げ処理する
916 機械加工による仕上げおよび/またはコーティングの適用
1200 方法
1202 ベースツール上に複合材料を堆積する
1204 複合材料に1つ以上の開口を形成する
1206 造作形成ツールを複合材料に接触させる
1208 造作形成ツールおよび複合材料の周囲でバッグを密封する
1210 造作形成ツールを材料に接触させた状態で複合材料を処理する
1212 未処理状態の複合材料部品からバッグおよび造作形成ツールを取り除く
1214 未処理状態の部品を仕上げ処理する
1216 機械加工による仕上げおよび/またはコーティングの適用
1500 方法
1502 ツールアセンブリをベースツールに組み立てる
1504 複合材料に1つ以上の開口を形成する
1506 造作形成ツールを複合材料に接触させる
1508 ピンを所定の場所に押し込み、あるいは複合材料を凹部へと押し込むように、造作形成ツールを展開する
1510 造作形成ツールおよび複合材料の周囲でバッグを密封する
1512 造作形成ツールを材料に接触させた状態で複合材料を処理する
1514 未処理状態の複合材料部品からバッグおよび造作形成ツールを取り除く
1516 未処理状態の部品を仕上げ処理する
1518 機械加工による仕上げおよび/またはコーティングの適用
1700 方法
1702 セグメント式ツールのセグメントを主ツール内に設置する
1704 ツールアセンブリ上に複合材料を堆積する
1706 複合材料に1つ以上の開口を形成する
1708 複合材料を凹部へと押し込むように造作形成ツールを展開する
1710 造作形成ツールおよび複合材料の周囲でバッグを密封する
1712 造作形成ツールを材料に接触させた状態で複合材料を処理する
1714 未処理状態の複合材料部品からバッグおよび造作形成ツールを取り除く
1716 未処理状態の部品を仕上げ処理する
1718 機械加工による仕上げおよび/またはコーティングの適用
R 半径方向
A 軸方向
C 円周方向
CLA 造作用開口の中心線
CLF 造作の中心線
CLT ツール用開口の中心線
ACLC 複合材料部品の軸中心線
D1 第1の方向
D2 第2の方向
G (カラー222とフレーム212との間の)ギャップ
Claims (10)
- 複合材料部品における造作を形成するための方法であって、
ツール用開口を備えるベースツール上に複合材料を堆積するステップと、
前記ベースツールの前記ツール用開口を通して開口形成ツールを挿入することによって前記複合材料に開口を形成するステップと、
前記複合材料の周囲にバッグを密封するステップと、
造作形成ツールを展開して前記複合材料を1つ以上の凹部へと押し込むステップであって、前記造作形成ツールは、前記複合材料部品の1つ以上の造作を形成するための1つ以上の形成部材を備え、前記形成部材はフレームによって支持されているステップと、
前記造作形成ツールで前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込んだ状態で前記複合材料を処理するステップであって、処理後の前記複合材料が未処理状態の複合材料部品を形成するステップと、
前記未処理状態の複合材料部品から、前記造作形成ツール及び前記バッグを除去するステップと、
前記未処理状態の複合材料部品を焼成して、焼成された複合材料部品を生成するステップと、
前記焼成された複合材料部品を緻密化して、前記複合材料部品を生成するステップと、を含み、
前記未処理状態の複合材料部品は、前記造作形成ツールによって形成された1つ以上の造作を備える、方法。 - 前記1つ以上の造作が皿取りを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上の造作が座ぐりを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記造作形成ツールを展開するステップが、前記ベースツールの整列用造作に前記フレームを整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと押し込まれるまで、前記複合材料へと前記形成部材を下降させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ベースツールが各々の形成部材に対応する1つの凹部を備え、各々の凹部は前記1つ以上の形成部材に対して相補的に形作られている、請求項1に記載の方法。
- 各々の形成部材が、
前記フレームを貫いて延びるシャンクであって、前記シャンクは第2の端部の反対側の第1の端部を有し、前記第2の端部は前記造作形成ツールが前記複合材料と接触するように配置されたときに前記フレームと前記複合材料との間に位置するシャンクと、
前記シャンクの前記第2の端部に位置する造作形成ヘッドと、を備え、
付勢部材が、前記フレームと前記造作形成ヘッドとの間に配置され、前記造作形成ヘッドを前記複合材料に向かって押して前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込む、請求項1に記載の方法。 - 前記造作形成ツールを展開するステップが、前記ベースツールの整列用造作に前記フレームを整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと押し込まれるまで、前記複合材料へと前記1つ以上の形成部材を下降させるステップを含み、前記シャンクの前記第1の端部は、前記フレームを過ぎて延び、くさびが、前記フレームと各々の形成部材の前記シャンクの前記第1の端部上のカラーとの間に配置され、前記フレームが前記ベースツールの前記整列用造作に整列されるまで前記造作形成ヘッドを前記複合材料から離れた状態に保持する、請求項6に記載の方法。
- 前記複合材料が、セラミックマトリクス複合材料から形成された複数の複合材料プライである、請求項1に記載の方法。
- 複合材料部品における造作を形成するための方法であって、
ツール用開口を備えるベースツール上に複合材料を堆積するステップと、
前記ベースツールの前記ツール用開口を通して開口形成ツールを挿入することによって前記複合材料に開口を形成するステップと
前記複合材料の周囲にバッグを密封するステップと、
造作形成ツールを展開して前記複合材料を1つ以上の凹部へと押し込むステップであって、前記造作形成ツールは、前記複合材料部品の1つ以上の造作を形成するための1つ以上の形成部材を備え、前記形成部材はフレームによって支持されており、各々の形成部材が、
前記フレームを貫いて延びるシャンクであって、前記シャンクは第2の端部の反対側の第1の端部を有し、前記第2の端部は前記造作形成ツールが前記複合材料と接触するように配置されたときに前記フレームと前記複合材料との間に位置するシャンクと、
前記シャンクの前記第2の端部に位置する造作形成ヘッドと、
を備えるステップと、
前記造作形成ツールで前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込んだ状態で前記複合材料を処理するステップであって、処理後の前記複合材料が未処理状態の複合材料部品を形成するステップと、
前記未処理状態の複合材料部品から、前記造作形成ツール及び前記バッグを除去するステップと、を備え、
前記未処理状態の複合材料部品は、前記造作形成ツールによって形成された前記1つ以上の造作を備え、
付勢部材が、前記フレームと前記造作形成ヘッドとの間に配置され、前記造作形成ヘッドを前記複合材料に向かって押して前記複合材料を前記1つ以上の凹部へと押し込む、方法。 - 前記造作形成ツールを展開するステップが、前記ベースツールの整列用造作に前記フレームを整列させ、次いで前記複合材料が前記1つ以上の凹部へと押し込まれるまで、前記複合材料へと前記1つ以上の形成部材を下降させるステップを含み、前記シャンクの前記第1の端部は、前記フレームを過ぎて延び、くさびが、前記フレームと各々の形成部材の前記シャンクの前記第1の端部上のカラーとの間に配置され、前記フレームが前記ベースツールの前記整列用造作に整列されるまで前記造作形成ヘッドを前記複合材料から離れた状態に保持する、請求項9に記載の方法。
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