RU2518622C2 - Лопатка турбомашины из композиционного материала и способ ее изготовления - Google Patents

Лопатка турбомашины из композиционного материала и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2518622C2
RU2518622C2 RU2011124294/05A RU2011124294A RU2518622C2 RU 2518622 C2 RU2518622 C2 RU 2518622C2 RU 2011124294/05 A RU2011124294/05 A RU 2011124294/05A RU 2011124294 A RU2011124294 A RU 2011124294A RU 2518622 C2 RU2518622 C2 RU 2518622C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
threads
preform
fibrous
layers
Prior art date
Application number
RU2011124294/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011124294A (ru
Inventor
Доминик КУП
Клеман РУССИЛЬ
Джонатан ГЁРИНГ
Жюльен МАТЕО
Николя ЭБЕРЛИНГ-ФУКС
Гийом РЕНОН
Original Assignee
Снекма Пропюльсьон Солид
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма Пропюльсьон Солид, Снекма filed Critical Снекма Пропюльсьон Солид
Publication of RU2011124294A publication Critical patent/RU2011124294A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2518622C2 publication Critical patent/RU2518622C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/222—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being shaped to form a three dimensional configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/24—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least three directions forming a three dimensional structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844—Coating fibres
    • C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
    • C04B35/62865—Nitrides
    • C04B35/62868—Boron nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844—Coating fibres
    • C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
    • C04B35/62873—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62884—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents by gas phase techniques
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62894—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents with more than one coating layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62897—Coatings characterised by their thickness
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
    • D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5244—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5252—Fibers having a specific pre-form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5252—Fibers having a specific pre-form
    • C04B2235/5256—Two-dimensional, e.g. woven structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/616—Liquid infiltration of green bodies or pre-forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/21—Oxide ceramics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • F05D2300/6033—Ceramic matrix composites [CMC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/614—Fibres or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/70—Treatment or modification of materials
    • F05D2300/702—Reinforcement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления лопатки турбомашины из композиционного материала, к лопатке турбомашины из композиционного материала и к турбомашине, оснащенной лопаткой. Согласно способу изготавливают волокнистую заготовку в виде единой детали посредством трехмерного тканья. Придают волокнистой заготовке формы для получения волокнистой преформы в виде единой детали, содержащей первую часть, образующую преформу пера и хвостовика лопатки, и, по меньшей мере, одну вторую часть, образующую преформу площадки или полки лопатки. Уплотняют преформу матрицей для получения лопатки из композиционного материала, содержащего образованный преформой волокнистый каркас и уплотненного матрицей, причем лопатка образует одну деталь с выполненными заодно с ней площадкой и/или полкой. Волокнистую заготовку в виде единой детали ткут так, что она содержит первую часть, которая составляет, после придания формы, первую часть волокнистой преформы, и вторую часть, которая составляет, после придания формы, вторую часть волокнистой преформы. Изобретение обеспечивает повышение механических свойств в лопатке, имеющей сложную форму. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к лопаткам турбомашин из композиционного материала, содержащего волокнистый каркас, уплотненный матрицей.
Целенаправленной областью применения изобретения являются лопатки газовых турбин для авиационных двигателей или промышленных турбин.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно изготовление лопаток турбомашин из композиционных материалов. Можно сослаться, например, на патентный документ ЕР 1526285, в котором описан способ изготовления лопатки вентилятора путем выполнения волокнистой преформы посредством трехмерного тканья и уплотнения преформы органической матрицей.
Для изготовления конструктивных деталей турбомашин, которые при эксплуатации подвергаются воздействию высоких температур, известно использование термоструктурных композиционных материалов, в частности композиционных материалов с керамической матрицей. По сравнению с металлическими сплавами эти материалы могут иметь более высокую механическую прочность при высоких температурах и имеют меньшую массу. Для газовых турбин авиационных двигателей снижение массы и снижение загрязняющих выбросов при повышении рабочих температур является особенно важной задачей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, желательно иметь возможность получать лопатки турбомашин из композиционных материалов, в частности, но не исключительно, из термоструктурных композиционных материалов, таких как композиционные материалы с керамической матрицей (CMC, от франц. "materiaux composites а matrice ceramique"), чтобы при этом лопатки имели требуемые механические свойства при относительно сложных формах лопаток.
Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предложен способ изготовления лопатки турбомашины из композиционного материала, содержащего волокнистый каркас, уплотненный матрицей, при этом способ содержит следующие этапы:
- изготовление волокнистой заготовки в виде единой детали посредством трехмерного тканья,
- придание волокнистой заготовке формы для получения волокнистой преформы в виде единой детали, содержащей первую часть, образующую преформу пера и хвостовика лопатки, и, по меньшей мере, одну вторую часть, образующую преформу площадки или полки лопатки, и
- уплотнение преформы матрицей для получения лопатки из композиционного материала, содержащего образованный преформой волокнистый каркас и уплотненного матрицей, причем лопатка образует одну (т.е. единую) деталь с выполненными заодно с ней площадкой и/или полкой.
При изготовлении волокнистого каркаса лопатки из заготовки, полученной посредством трехмерного тканья в виде единой детали, можно обеспечить, по меньшей мере, частичное взаимное переплетение частей волокнистого каркаса, соответствующих части лопатки, образующей перо и хвостовик, и части или каждой части, образующей площадку и полку.
Это способствует приданию требуемых механических свойств лопатке с выполненными заодно с ней площадкой и/или полкой, в частности, в местах связи между частью, образующей перо и хвостовик, и частью или каждой частью, образующей площадку или полку.
Согласно предпочтительной особенности способа в продольном направлении волокнистой заготовки, соответствующем продольному направлению подлежащей изготовлению лопатки, волокнистая заготовка содержит первый комплект множества слоев нитей, которые связаны между собой для формирования первой части заготовки, соответствующей преформе пера и хвостовика лопатки, и второй комплект множества слоев нитей, которые связаны между собой, по меньшей мере, локально, для формирования, по меньшей мере, одной второй части заготовки, соответствующей преформе площадки или полки лопатки, при этом нити первого комплекта слоев нитей не связаны с нитями второго комплекта слоев нитей, а первый комплект слоев нитей пересекается нитями второго комплекта слоев нитей на уровне расположения второй или каждой второй части заготовки.
Выполнение зон отсоединения связей позволяет придать форму волокнистой преформе без разрезания нитей связи, поскольку такой разрез мог бы снижать механическую прочность волокнистого каркаса, а следовательно, и изготавливаемой лопатки.
Согласно другой особенности способа волокнистую заготовку ткут со вторым непрерывным комплектом слоев нитей, а придание формы волокнистой заготовке включает удаление посредством отрезания частей второго комплекта слоев нитей за пределами второй или каждой второй части волокнистой заготовки.
Согласно еще одной особенности способа в месте расположения или, по меньшей мере, в одном из мест расположения, где первый комплект слоев нитей пересекается нитями второго комплекта слоев нитей, пересечение между слоем нитей первого комплекта и слоем нитей второго комплекта следует по линии, не перпендикулярной продольному направлению волокнистой заготовки. Благодаря этому можно изготавливать лопатку из композиционного материала с площадкой и/или полкой, которые проходят в целом не перпендикулярно продольному направлению лопатки.
Согласно еще одной особенности способа в первой части волокнистой заготовки и в направлении, соответствующем направлению длины профиля пера переменной толщины подлежащей изготовлению лопатки, число слоев нитей в первом комплекте слоев нитей постоянно. При этом нити первого комплекта слоев нитей могут иметь переменный весовой номер и/или переменную плотность переплетения.
Предпочтительно посредством трехмерного тканья изготавливают полосу, содержащую последовательность волокнистых заготовок. Затем они могут быть отрезаны от полосы. Заготовки могут быть вытканы с их продольным направлением, соответствующим продольному направлению подлежащей изготовлению лопатки, в направлении утка или в направлении основы.
В соответствии с настоящим изобретением предложена также лопатка турбомашины из композиционного материала, содержащего волокнистый каркас, полученный посредством трехмерного тканья нитей и уплотненный матрицей, причем лопатка содержит первую составную часть пера и хвостовика лопатки, образующую единую деталь, по меньшей мере, с одной второй составной частью площадки или полки лопатки, при этом две части волокнистого каркаса, соответствующие первой и второй части лопатки, переплетены, по меньшей мере, частично, так что нити одной из частей волокнистого каркаса проникают в другую часть волокнистого каркаса.
Лопатка может быть изготовлена из композиционного материала с керамической матрицей.
Согласно особенности лопатки нити, образующие часть волокнистого каркаса, соответствующую второй части лопатки, пересекают часть волокнистого каркаса, соответствующую первой части лопатки.
Перо лопатки может иметь профиль переменной толщины, вдоль которого часть волокнистого каркаса, соответствующая первой части лопатки, имеет постоянное число слоев нитей, проходящих в продольном направлении лопатки и имеющих переменный весовой номер и/или переменную плотность переплетения, или переменное число слоев нитей.
Изобретением предусмотрена также турбомашина, снабженная определенной выше лопаткой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее изобретение будет пояснено на примерах выполнения, не имеющих ограничительного характера, со ссылками на приложенные чертежи. На чертежах:
на фиг.1 показана в перспективе лопатка турбомашины с выполненными заодно с ней площадкой и полкой;
на фиг.2 очень схематично показано расположение двух комплектов слоев нитей в волокнистой заготовке трехмерного тканья, предназначенной для изготовления волокнистой преформы для лопатки, такой как показана на фиг.1;
на фиг.3, 4 и 5 показаны последовательные этапы изготовления из волокнистой заготовки по фиг.2 волокнистой преформы для лопатки, такой как показана на фиг.1;
на фиг.6 показан в сечении плоско развернутый профиль пера лопатки по фиг.1;
на фиг.7 показан в поперечном сечении комплект слоев нитей основы, позволяющий получить профиль по фиг.6;
на фиг.8А и 8В показаны в поперечном сечении основы, демонстрирующие способ тканья волокнистой заготовки по фиг.2;
на фиг.9 показан вид в поперечном сечении параллельно ходу основы и утка в части волокнистой заготовки по фиг.2, соответствующей месту соединения пера и площадки лопатки;
на фиг.10 показан частичный вид в поперечном сечении утка в части волокнистой заготовки по фиг.2, соответствующей месту соединения пера и полки лопатки;
на фиг.11А показан вид в поперечном сечении утка, демонстрирующий пример расположения нитей утка в части волокнистой заготовки, соответствующей части хвостовика пера;
на фиг.11B-11D показаны виды в поперечном сечении утка, демонстрирующие плоскости основы в примере трехмерного (многослойного) тканья в части волокнистой заготовки по фиг.11А;
на фиг.12 показан схематичный частичный вид в поперечном сечении, представляющий другой пример выполнения части заготовки, соответствующей хвостовику пера;
на фиг.13 и 14 очень схематично представлены два примера изготовления волокнистой тканой полосы, полученной трехмерным тканьем и содержащей множество волокнистых заготовок по фиг.2;
на фиг.15 указаны последовательные этапы в примере осуществления способа изготовления лопатки турбомашины в соответствии с изобретением; и
на фиг.16 указаны последовательные этапы в другом примере осуществления способа изготовления лопатки турбомашины в соответствии с изобретением.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение применимо к различным типам лопаток турбомашины с выполненными как одно целое площадками или полками, в частности к лопаткам компрессора и турбины различных газовых турбин, например к лопатке для рабочего колеса турбины низкого давления, такой как показана на фиг.1.
Лопатка 10 по фиг.1 известным образом содержит перо 20, хвостовик 30, который образован частью большей толщины, имеющей, например, поперечное сечение в форме луковицы, и продолжен стойкой 32, внутреннюю площадку 40, расположенную между стойкой 32 и пером 20, и наружный наконечник или полку 50 вблизи свободного конца пера.
Перо 20 проходит в продольном направлении между площадкой 40 и полкой 50 и имеет в поперечном сечении криволинейный профиль переменной толщины между входной кромкой 20а и выходной кромкой 20b.
Лопатку 10 монтируют на роторе турбины (не показана) посредством того, что вводят хвостовик 30 в гнездо ответной формы, выполненное на периферии ротора. Хвостовик продолжен стойкой 32 для соединения с внутренней (или нижней) поверхностью площадки 40.
На своем радиально внутреннем конце перо 20 соединено с площадкой 40 на наружной (или верхней) поверхности площадки, которая ограничивает с внутренней стороны течение газового потока в турбину. На верхнем и нижнем окончании по направлению f потока площадка 40 заканчивается закраинами 44 и 46. В показанном примере выполнения поверхность 42 площадки имеет наклон под отличным от нуля углом φ относительно перпендикуляра к продольному направлению лопатки. В зависимости от желаемого профиля внутренней поверхности для течения газового потока угол α может быть равен нулю или поверхность 42 может иметь в целом не прямолинейный профиль, например изогнутый (криволинейный).
На своем радиально наружном конце перо соединено с полкой 50 на ее внутренней (нижней) поверхности 52, которая ограничивает течение газового потока с наружной стороны. С наружной (верхней) стороны полка ограничивает углубление или корыто 54. Вдоль верхнего и нижнего по направлению потока краев корыта 54 на полке выполнены бортики 56, имеющие профиль зубьев, концы которых могут врезаться в слой истираемого материала турбинного кольца (не показано), чтобы уменьшить зазор между вершиной лопатки и турбинным кольцом. В показанном примере выполнения поверхность 52 полки проходит по существу перпендикулярно продольному направлению лопатки. В варианте выполнения в зависимости от желаемого профиля наружной поверхности для течения газового потока поверхность 52 может быть наклонной, образующей отличный от нуля угол относительно перпендикуляра к продольному направлению лопатки, или может иметь в целом не прямолинейный профиль, например изогнутый (криволинейный).
На фиг.2 очень схематично показана волокнистая заготовка 100, из которой может быть сформована волокнистая преформа для того, чтобы после ее уплотнения матрицей и, при необходимости, механической обработки получить показанную на фиг.1 лопатку из композиционного материала с выполненными заодно с ней площадкой и полкой.
Заготовка 100 содержит две части 102, 104, полученные трехмерным тканьем или многослойным тканьем, при этом на фиг.2 показаны только оболочки этих двух частей. Часть 102 предназначена для того, чтобы после ее формования образовать часть волокнистой преформы, соответствующую преформе пера и хвостовика лопатки. Часть 104 предназначена для того, чтобы после ее формования образовать часть волокнистой преформы, соответствующую преформе площадки и полки лопатки.
Две части 102, 104 в виде полос проходят в основном в направлении X, соответствующем продольному направлению подлежащей изготовлению лопатки. Волокнистая полоса 102 в своей части, предназначенной для формирования преформы пера, имеет переменную толщину в функции (т.е. в зависимости от) толщины профиля пера подлежащей изготовлению лопатки. В своей части, предназначенной для формирования хвостовика, волокнистая полоса 102 имеет утолщение 103, определяемое в функции толщины хвостовика подлежащей изготовлению лопатки.
Волокнистая полоса 102 имеет ширину I, выбранную в функции длины развернутого (плоско) профиля пера и хвостовика подлежащей изготовлению лопатки, а волокнистая полоса 104 имеет ширину L больше ширины I, выбранную в функции длины разверток площадки и полки подлежащей изготовлению лопатки.
Волокнистая полоса 104 имеет по существу постоянную толщину, определяемую в функции толщины площадки и полки подлежащей изготовлению лопатки. Полоса 104 содержит первый участок 104а, который проходит продольно рядом с первой поверхностью 102а полосы 102, второй участок 104b, который проходит продольно рядом со второй поверхностью 102b полосы 102, и третий участок 105а, который проходит продольно рядом с первой поверхностью 102а полосы 102.
Участки 104а и 104b соединены друг с другом соединительным участком 140с, который проходит поперечно полосе 102 в том месте, которое соответствует расположению площадки подлежащей изготовлению лопатки. Соединительный участок 140с пересекает полосу, образуя угол α относительно перпендикуляра к продольному направлению волокнистой заготовки.
Участки 104b и 105а соединены друг с другом соединительным участком 150с, который проходит поперечно полосе 102 в том месте, которое соответствует расположению полки подлежащей изготовлению лопатки. В показанном примере выполнения соединительный участок 150с пересекает полосу 102 по существу перпендикулярно к продольному направлению X волокнистой заготовки. В зависимости от желаемой геометрии на уровне полки лопатки соединительный участок 150с может пересекать полосу 102 с образованием отличного от нуля угла с перпендикуляром к продольному направлению X заготовки, как и в случае площадки. Кроме того, профиль соединительного участка 140с и/или соединительного участка 150с может быть криволинейным, а не прямолинейным, как это имеет место в показанном примере выполнения.
Как это будет описано более подробно дальше, полосы 102 и 104 ткут одновременно путем трехмерного тканья без связей между полосой 102 и участками 104а, 104b и 105а полосы 104, при этом ткут множество последовательных заготовок 100 непрерывным образом в направлении X.
На фиг.3-5 очень схематично показано, каким образом из волокнистой заготовки 100 может быть получена волокнистая преформа, имеющая форму, близкую к подлежащей изготовлению лопатке.
Волокнистую полосу 102 разрезают на одном конце по утолщению 103 и на другом конце немного дальше соединительного участка 150с для получения полосы 120, длина которой соответствует продольному размеру подлежащей изготовлению лопатки, с утолщенной частью 130, которая расположена на месте хвостовика подлежащей изготовлению лопатки.
Кроме того, разрезы выполняют на концах участков 104а, 105а полосы 104 и в участке 104b, чтобы оставить отрезки 140а и 140b с одной и с другой стороны от соединительного участка 140с и отрезки 150а и 150b с одной и с другой стороны от соединительного участка 150с, как это показано на фиг.3. Длины отрезков 140а, 140b и 150а, 150b определены в функции длин площадки и полки в подлежащей изготовлению лопатке.
Благодаря отсутствию связи между полосой 102 волокнистой заготовки с одной стороны и участками 104а, 104b и 105а с другой стороны отрезки 140а, 140b и 150а, 150b могут быть развернуты перпендикулярно полосе 102 без резки нитей для формирования пластин 140, 150, как это показано на фиг.4.
После этого волокнистую преформу 200 подлежащей изготовлению лопатки получают путем формования с деформацией полосы 102 для воспроизведения криволинейного профиля пера лопатки и деформацией пластин 140, 150 для воспроизведения форм, подобных формам площадки и полки лопатки, как это показано на фиг.5. При этом получают преформу с частью 220 преформы пера, частью 230 преформы хвостовика (с преформой стойки) и частями 240, 250 преформы площадки и преформы полки.
Как это будет описано дальше, этапы изготовления преформы лопатки из волокнистой заготовки предпочтительно осуществляют после обработки волокон заготовки и ее пропитки закрепляющей композицией.
Ниже будет подробно описан метод трехмерного тканья волокнистой заготовки 100.
Предполагается, что тканье производят при прохождении нитей основы в продольном направлении X заготовки, однако следует заметить, что возможно также тканье с нитями утка в этом направлении.
Изменение толщины полосы 102 по ее ширине получают путем использования нитей основы переменного весового номера. В варианте выполнения или дополнительно можно изменять плотность переплетения нитей основы (число нитей на единицу длины в направлении утка), при этом более низкая плотность допускает более значительное уменьшение толщины при формовании преформы.
Таким образом, для получения профиля пера лопатки, показанного в плоской проекции на фиг.6, можно использовать три слоя нитей основы переменного весового номера и с переменной плотностью переплетения, как показано на фиг.7.
В примере выполнения используемые нити могут быть нитями карбида кремния (SiC), поставляемыми под маркой "Nicalon" японской компанией Nippon Carbon и имеющими весовой номер (выраженный в числе элементарных волокон), составляющий 0,5 К (500 элементарных волокон).
Основу формируют из нитей SiC весового номера 0,5 К и нитей SiC весового номера 1 К, полученных объединением двух нитей 0,5 К, причем две нити соединяют оплеткой. Оплетку предпочтительно выполняют нитью нестойкого характера, подверженной устранению после тканья, например нитью из поливинилового спирта, устраняемого посредством растворения в воде.
В помещенной ниже таблице 1 для каждой колонки нитей основы даны плотность переплетения (число нитей на сантиметр по длине профиля), число нитей 0,5 К, число нитей 1 К и толщина профиля в мм, при этом в данном варианте она составляет примерно от 1 до 2,5 мм.
Таблица 1
Колонка 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Весовой номер 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6
Число нитей 0,5 К 3 3 3 3 3 3 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 2 1 3
Число нитей 1 К 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 3 3 3 3 3 3 1 2 0
Толщина 1 1 1 1 1 1 1,2 1,5 2 2,2 2,4 2,5 2,4 2,4 2,2 2,1 1,8 1,5 1,2
Само собой разумеется, что в зависимости от весового номера имеющихся нитей для получения профиля могут использоваться различные комбинации числа слоев нитей и вариации плотности переплетения и весовых номеров.
На фиг.8А, 8В показаны на виде в поперечном сечении основы две последовательные плоскости полотнища ткацкого переплетения, которое может использоваться для тканья волокнистой заготовки 100 за пределами утолщения 103.
Полоса 102 волокнистой заготовки 100 содержит комплект слоев нитей основы, при этом в данном примере выполнения число слоев равно, например, трем (слои С11, С12, С13). Нити основы соединены нитями t1 утка способом трехмерного тканья.
Полоса 104 также содержит комплект слоев нитей основы, например, из трех слоев (слои С21, С22, С23). Нити основы соединены нитями t2 утка способом трехмерного тканья, как и в полосе 102.
Следует отметить, что нити t1 утка не проходят в слои нитей основы полосы 104, а нити t2 утка не проходят в слои нитей основы полосы 102, чтобы обеспечить отсутствие связи между ними.
В показанном примере выполнения тканье является многослойным тканьем, выполняемым с атласным или многослойным атласным переплетением. Могут использоваться другие типы трехмерного тканья, например, многослойное тканье с полотняным или многослойным полотняным переплетением или тканье с «интерлочным» переплетением. Под «интерлочным» тканьем здесь подразумевается переплетение, в котором каждый слой нитей утка связывает несколько слоев нитей основы, причем все нити одной колонки утка смещаются одинаково в плоскости переплетения.
Различные способы трехмерного тканья описаны, в частности, в патентном документе WO 2006/136755, содержание которого включено в данное описание в качестве ссылки.
На фиг.9 показан вид в поперечном сечении параллельно ходу основы и утка на уровне пересечения полосы 102 соединительным участком 140с полосы 104, при этом нити основы этого соединительного участка видны в сечении. В соединительном участке 140с каждый слой нитей основы проходит в направлении, образующем угол α к направлению утка полосы 102. Проход полосы 104 от одной стороны полосы 102 к другой выполнен в ходе тканья путем того, что каждую нить основы полосы 104 пропускают индивидуально через комплект нитей основы и утка полосы 102.
На фиг.10 показан вид в поперечном сечении утка на уровне пересечения полосы 102 соединительным участком 150с полосы 104. В показанном примере выполнения, как уже было указано, соединительный участок 150с проходит перпендикулярно направлению основы полосы 102. Однако, как и для соединительного участка 140с, соединительный участок 150с может проходить под отличным от нуля углом относительно перпендикуляра к направлению основы в зависимости от желаемой ориентации полки.
Утолщение 103 может быть получено путем использования нитей утка большего весового номера и дополнительных слоев нитей утка, как это показано, например, на фиг.11А.
На фиг.11А число слоев нитей утка увеличивается от четырех до семи между участком 1021 полосы 102, соответствующим стойке лопатки, и участком 1023 полосы 102, представляющим утолщение 103. Кроме того, использованы нити t1, t'1, t''1 утка различных весовых номеров. При этом, например, нити t1 являются нитями SiC "Nicalon" весового номера 0,5 К (500 элементарных волокон), нити t'1 получены объединением двух нитей 0,5 К, а нити t''1 получены объединением трех нитей 0,5 К.
Тканье на участке 1023 заготовки требует большего числа нитей в слоях основы, чем на участке 1021. Это предпочтительно реализуют во время перехода между участками 1021 и 1023 посредством уменьшения числа плоскостей основы путем выполнения каждой плоскости основы на участке 1023 посредством объединения нитей основы двух плоскостей основы участка 1021. На фиг.11В и 11С показаны две соседние плоскости основы на участке 1021, а на фиг.11D показана плоскость основы, полученная на участке 1023 путем объединения двух плоскостей основы по фиг.11В и 11С. В целях упрощения на фиг.11В, 11С и 11D не показаны различные весовые номера нитей основы (как это показано на фиг.7) или нитей утка (как это показано на фиг.11А). Штриховые линии между фиг.11В, 11С с одной стороны и 11D с другой стороны показывают, каким образом нити основы различных слоев на фиг.11В, 11С образуют слои нитей основы на фиг.11D.
Само собой разумеется, что для формирования утолщения 103 могут использоваться различные комбинации числа слоев утка и весовых номеров нитей утка.
Согласно другому примеру осуществления, который схематично показан на фиг.12, утолщение 103 может быть получено путем ввода вставки в процессе тканья полосы 102.
На фиг.12 комплект T1 слоев нитей утка участка 1021 полосы 102, соответствующего стойке лопатки, разделен в процессе тканья путем разрыва связей на два субкомплекта Т11, Т12, между которыми введена вставка 1031. В показанном примере выполнения участок 1021 имеет толщину больше толщины участка 1022 полосы 102, соответствующего перу лопатки. Переход между участком 1022 и участком 1021 может быть выполнен таким же образом, как это описано выше для перехода между участками 1021 и 1023 по фиг.11А. Пересечение полосы 102 полосой 104 на уровне соединительного участка 140с по фиг.2 при определенных условиях может быть выполнено через участок 1021 большей толщины.
На конце вставки 1031, противоположном участку 1021, субкомплекты Т11, Т12 слоев нитей утка вновь соединяются посредством тканья для образования участка 102'1 такой же толщины, как участок 1021, а затем, путем уменьшения толщины, участка 102'2 такой же толщины, как участок 1022, при этом участок 102'2 образует участок, соответствующий перу лопатки для следующей тканой стойки.
Предпочтительно вставка 1031 изготовлена из монолитной керамики, предпочтительно из того же керамического материала, что и материал матрицы композиционного материала подлежащей изготовлению лопатки. Так, вставка 1031 может представлять собой блок SiC, полученный спеканием порошка SiC.
Как показано очень схематично на фиг.13, множество волокнистых заготовок 100 могут быть получены посредством тканья полосы 300, в которой сформирован один или больше рядов последовательных волокнистых заготовок. Зоны 310, 320 припусков выполнены в направлении основы (только нити основы) и в направлении утка (только нити утка), чтобы избежать образования кромок ткани, обеспечить наибольшую свободу деформации в процессе формования преформ и организовать зоны перехода между заготовками 100.
На фиг.14 показан вариант осуществления, согласно которому изготавливают полосу 400 с рядом заготовок 100, вытканных в направлении утка перпендикулярно продольному направлению полосы. Зоны 410, 420 припусков также организованы в направлении основы и в направлении утка. Могут быть вытканы несколько рядов заготовок 100 при подборе соответствующей ширины полосы 400.
Последовательные этапы способа изготовления лопатки из композиционного материала согласно примеру осуществления изобретения указаны на фиг.15.
На этапе 501 способом трехмерного тканья ткут волокнистую полосу, содержащую множество волокнистых заготовок, например несколько рядов волокнистых заготовок, ориентированных в направлении основы, как это показано на фиг.13. Для лопаток турбомашины, предназначенных для использования при высокой температуре и особенно в коррозионной среде (во влажной среде), для тканья используют нити из керамических волокон, в частности из карбида кремния (SiC).
На этапе 502 волокнистую полосу обрабатывают для удаления замасливания на волокнах и оксида на поверхности волокон. Удаление оксида производят кислотной обработкой, а именно погружением в ванну фтористо-водородной (плавиковой) кислоты. Если замасливание не устраняется кислотной обработкой, осуществляют предварительное удаление замасливания, например, разложением замасливания краткой термообработкой.
На этапе 503 на волокнах волокнистой полосы формируют тонкий слой межфазного покрытия способом химической инфильтрации газовой фазы (CVI - Chemical Vapor Infiltration). Материалом межфазного покрытия может быть, например, пиролитический углерод или пироуглерод, нитрид бора (BN) или легированный бором углерод (ВС, содержащий, например, от 5 до 20% В, остальное - С). Предпочтительно тонкий слой межфазного покрытия имеет малую толщину, например не более 100 нм, более предпочтительно не более 50 нм, чтобы сохранить хорошую способность волокнистых заготовок к деформации. Предпочтительно толщина составляет, по меньшей мере, 10 нм.
На этапе 504 волокнистую полосу, волокна которой покрыты тонким межфазным покрытием, пропитывают закрепляющей композицией, в характерном случае - полимером, который, необязательно, может быть растворен в растворителе. Может использоваться полимер - предшественник углерода, например фенольная или фурановая смола, или полимер - предшественник керамики, например полисилазановая смола или полисилоксановый предшественник SiC.
После сушки посредством удаления необязательно присутствующего растворителя (если он присутствует) полимера (этап 505) может выполняться предварительное образование сетчатой структуры или сшивание (этап 506). Предварительное или неполное сшивание позволяет повысить жесткость, а следовательно, и прочность в то же время с сохранением способности к деформации, необходимой для изготовления преформ лопаток.
На этапе 507 отрезают индивидуальные волокнистые заготовки, показанные на фиг.3.
На этапе 508 отрезанной волокнистой заготовке придают форму (как показано на фиг.4 и 5) и помещают ее в форму, например, графитовую для придания формы части преформы пера с хвостовиком и частей преформы площадки и полки.
Далее заканчивают сшивание полимера (этап 509) и сшитый полимер подвергают пиролизу (этап 510). Сшивание и пиролиз могут проводиться последовательно путем последовательного повышения температуры в форме.
После пиролиза получают волокнистую преформу, упрочненную остатком пиролиза. Количество закрепляющего полимера выбирают таким, чтобы остаток пиролиза связывал волокна преформы достаточным образом для проведения с ней операций при сохранении ее формы без помощи оснастки. При этом следует заметить, что количество закрепляющего полимера предпочтительно выбирают по возможности минимальным.
Этапы удаления замасливания, кислотной обработки и формирования межфазного покрытия для подложек из волокон SiC известны. В этом отношении можно сослаться на патентный документ US 5071679.
Второй межфазный слой формируют способом химической инфильтрации газовой фазы (этап 511) для получения в целом поверхности раздела фаз волокна-матрица, имеющей достаточную толщину для того, чтобы обеспечить выполнение функции устранения хрупкости композиционного материала. Второй межфазный слой может состоять из материала, выбранного из пироуглерода (РуС), BN и ВС, при этом он не обязательно должен быть таким же, как первый межфазный слой, а его толщина предпочтительно составляет, по меньшей мере, 100 нм.
Выполнение поверхности раздела фаз из двух слоев, как это указано выше, предпочтительно. Оно описано во французской патентной заявке №08/54937, принадлежащей заявителю по данному изобретению.
Далее выполняют уплотнение упрочненной преформы матрицей. Для лопатки турбомашины, предназначенной для использования при высокой температуре и, в особенности, в коррозионной среде, матрица является керамической, например, из SiC. Уплотнение может производиться способом химической инфильтрации газовой фазы. В этом случае формирование второго межфазного слоя и уплотнение матрицей могут проводиться последовательно в одной печи.
Уплотнение может осуществляться в два отдельных последовательных этапа (этапы 512 и 514), разделенных этапом 513 механической обработки лопатки до желаемых размеров.
Следует отметить, что предварительная механическая обработка может производиться между этапами 509 и 510, то есть после сшивания и до пиролиза полимера.
Последовательные этапы способа изготовления лопатки из композиционного материала согласно другому примеру осуществления изобретения указаны на фиг.16.
Этап 601 трехмерного тканья волокнистой полосы, содержащей множество волокнистых заготовок, и этап 602 обработки для удаления замасливания и оксида подобны этапам 501 и 502 в примере осуществления по фиг.15.
На этапе 603 индивидуальные волокнистые заготовки отрезают от волокнистой полосы и затем придают форму каждой индивидуальной волокнистой заготовке в форме или в фиксирующем приспособлении (этап 604) для получения волокнистой преформы лопатки путем придания формы части преформы пера с хвостовиком и частям преформы площадки и полки.
На этапе 605 на волокнах преформы, удерживаемой в фиксирующем приспособлении, формируют межфазное покрытие для устранения хрупкости способом химической инфильтрации газовой фазы. В качестве примера материалом межфазного покрытия может быть пироуглерод, BN или ВС. Толщина межфазного покрытия составляет примерно несколько сотен нанометров.
Далее, удерживая преформу в фиксирующем приспособлении, проводят упрочнение преформы путем частичного уплотнения (этап 606), при этом упрочнение осуществляют путем формирования керамического отложения на волокнах способом химической инфильтрации газовой фазы.
Формирование межфазного покрытия способом химической инфильтрации газовой фазы и упрочнение посредством осаждения керамики способом химической инфильтрации газовой фазы может производиться последовательно в одной печи для данного способа.
Предпочтительно фиксирующее приспособление изготовлено из графита и имеет отверстия, которые облегчают проход реакционноспособных газовых фаз, обеспечивающих осаждение межфазного слоя и керамики способом химической инфильтрации газовой фазы.
Когда упрочнение достаточно для проведения с преформой операций при сохранении ее формы без помощи оснастки, упрочненную преформу вынимают из фиксирующего приспособления и проводят ее уплотнение керамической матрицей способом химической инфильтрации газовой фазы. Уплотнение может проводиться в два последовательных этапа (этапы 607 и 609), разделенных этапом 608 механической обработки лопатки до желаемых размеров.
В приведенном выше описании предполагалось выполнение профиля лопатки переменной толщины путем использования нитей различных весовых номеров и/или переменной плотности переплетения. В варианте осуществления возможно выполнение части волокнистой заготовки, которая соответствует части преформы для пера лопатки, с помощью определенного числа слоев нитей одного весового номера и с постоянной плотностью переплетения. При этом изменение толщины профиля осуществляется в процессе механической обработки после первого этапа уплотнения или в процессе предварительной механической обработки упрочненной преформы лопатки.
Кроме того, в зависимости от ожидаемых условий эксплуатации лопатки волокна волокнистого каркаса лопатки могут быть из отличного от керамики материала, например из углерода, или матрица может быть из отличного от керамики материала, например из углерода или из полимера. Разумеется, изобретение применимо также для изготовления лопаток из композиционного материала с органической матрицей.

Claims (17)

1. Способ изготовления лопатки турбомашины из композиционного материала, содержащего волокнистый каркас, уплотненный матрицей, содержащий этапы:
- изготовление волокнистой заготовки в виде единой детали посредством трехмерного тканья,
- придание волокнистой заготовке формы для получения волокнистой преформы в виде единой детали, содержащей первую часть, образующую преформу пера и хвостовика лопатки, и, по меньшей мере, одну вторую часть, образующую преформу площадки или полки лопатки, и
- уплотнение преформы матрицей для получения лопатки из композиционного материала, содержащего образованный преформой волокнистый каркас и уплотненного матрицей, причем лопатка образует одну деталь с выполненными заодно с ней площадкой и/или полкой,
причем волокнистую заготовку в виде единой детали ткут так, что она содержит:
первую часть, которая составляет, после придания формы, первую часть волокнистой преформы, и
вторую часть, которая составляет, после придания формы, вторую часть волокнистой преформы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в продольном направлении волокнистой заготовки, соответствующем продольному направлению подлежащей изготовлению лопатки, волокнистая заготовка содержит первый комплект множества слоев нитей, которые связаны между собой с образованием первой части заготовки, соответствующей преформе пера и хвостовика лопатки, и второй комплект множества слоев нитей, которые связаны между собой, по меньшей мере, локально, с образованием, по меньшей мере, одной второй части заготовки, соответствующей преформе площадки или полки лопатки, при этом нити первого комплекта слоев нитей не связаны с нитями второго комплекта слоев нитей, а первый комплект слоев нитей пересекается нитями второго комплекта слоев нитей на уровне расположения второй или каждой второй части заготовки.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что волокнистую заготовку ткут со вторым непрерывным комплектом слоев нитей, а придание формы волокнистой заготовке включает удаление посредством отрезания частей второго комплекта слоев нитей за пределами второй или каждой второй части волокнистой заготовки.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в месте расположения или, по меньшей мере, в одном из мест расположения, где первый комплект слоев нитей пересекается нитями второго комплекта слоев нитей, пересечение между слоем нитей первого комплекта и слоем нитей второго комплекта следует по линии, не перпендикулярной продольному направлению волокнистой заготовки.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в первой части волокнистой заготовки и в направлении, соответствующем направлению длины профиля пера переменной толщины подлежащей изготовлению лопатки, число слоев нитей в первом комплекте слоев нитей постоянно.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что нити первого комплекта слоев нитей имеют переменный весовой номер.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что плотность переплетения нитей первого комплекта слоев нитей является переменной.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что посредством трехмерного тканья изготавливают полосу, содержащую последовательность волокнистых заготовок.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовки ткут с их продольным направлением, соответствующим продольному направлению подлежащих изготовлению лопаток, в направлении утка.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовки ткут с их продольным направлением, соответствующим продольному направлению подлежащих изготовлению лопаток, в направлении основы.
11. Лопатка турбомашины из композиционного материала, содержащего волокнистый каркас, полученный посредством трехмерного тканья нитей и уплотненный матрицей, отличающаяся тем, что лопатка содержит первую составную часть пера и хвостовика лопатки, образующую единую деталь, по меньшей мере, с одной второй составной частью площадки или полки лопатки, при этом две части волокнистого каркаса, соответствующие первой и второй части лопатки, переплетены, по меньшей мере, частично, так что нити первой части волокнистого каркаса проникают во вторую часть волокнистого каркаса.
12. Лопатка по п.11, отличающаяся тем, что изготовлена из композиционного материала с керамической матрицей.
13. Лопатка по п.11, отличающаяся тем, что нити, образующие часть волокнистого каркаса, соответствующую второй части лопатки, пересекают часть волокнистого каркаса, соответствующую первой части лопатки.
14. Лопатка по п.11, отличающаяся тем, что перо лопатки имеет профиль переменной толщины, вдоль которого часть волокнистого каркаса, соответствующая первой части лопатки, имеет постоянное число слоев нитей, проходящих в продольном направлении лопатки и имеющих переменный весовой номер и/или переменную плотность переплетения.
15. Лопатка по п.11, отличающаяся тем, что перо лопатки имеет профиль переменной толщины, вдоль которого часть волокнистого каркаса, соответствующая первой части лопатки, имеет переменное число слоев нитей, проходящих в продольном направлении лопатки.
16. Турбомашина, оснащенная лопаткой, изготовленной способом по любому из п.п.1-10.
17. Турбомашина, оснащенная лопаткой по любому из п.п.11-15.
RU2011124294/05A 2008-11-28 2009-11-26 Лопатка турбомашины из композиционного материала и способ ее изготовления RU2518622C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0858090 2008-11-28
FR0858090A FR2939129B1 (fr) 2008-11-28 2008-11-28 Aube de turbomachine en materiau composite et procede pour sa fabrication.
PCT/FR2009/052309 WO2010061140A1 (fr) 2008-11-28 2009-11-26 Aube de turbomachine en materiau composite et procede pour sa fabrication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011124294A RU2011124294A (ru) 2013-01-10
RU2518622C2 true RU2518622C2 (ru) 2014-06-10

Family

ID=40888150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124294/05A RU2518622C2 (ru) 2008-11-28 2009-11-26 Лопатка турбомашины из композиционного материала и способ ее изготовления

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9080454B2 (ru)
EP (1) EP2349688B1 (ru)
JP (1) JP5527774B2 (ru)
CN (1) CN102232020B (ru)
BR (1) BRPI0922074B1 (ru)
CA (1) CA2744896C (ru)
FR (1) FR2939129B1 (ru)
RU (1) RU2518622C2 (ru)
WO (1) WO2010061140A1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646061C2 (ru) * 2013-01-29 2018-03-01 Эракль Способ изготовления керамической шумозащитной панели изогнутой формы
RU2716443C1 (ru) * 2019-07-23 2020-03-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ изготовления преформы рабочей лопатки вентилятора из композиционного материала
RU2770020C2 (ru) * 2017-09-19 2022-04-14 Сафран Серамикс Способ впрыска содержащей наполнитель суспензии в волокнистую структуру и способ изготовления детали из композиционного материала
RU2774531C2 (ru) * 2017-11-14 2022-06-21 Сафран Серамикс Волокнистая структура и часть из композитного материала, содержащая такую структуру
US11560650B2 (en) 2017-11-14 2023-01-24 Safran Ceramics Fiber structure and a composite material part incorporating such a structure

Families Citing this family (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9062562B2 (en) 2008-11-28 2015-06-23 Herakles Composite material turbomachine engine blade or vane, compressor stator segment or turbine nozzle segment incorporating such vanes and method for manufacturing same
FR2979573B1 (fr) * 2011-09-07 2017-04-21 Snecma Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur forme de tels secteurs
FR2939130B1 (fr) * 2008-11-28 2011-09-16 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication de piece de forme de forme complexe en materiau composite.
FR2952052B1 (fr) 2009-10-30 2012-06-01 Snecma Propulsion Solide Piece en materiau composite thermostructural de faible epaisseur et procede de fabrication.
US9506355B2 (en) 2009-12-14 2016-11-29 Snecma Turbine engine blade or vane made of composite material, turbine nozzle or compressor stator incorporating such vanes and method of fabricating same
FR2953885B1 (fr) 2009-12-14 2012-02-10 Snecma Aube de turbomachine en materiau composite et procede pour sa fabrication
FR2961847B1 (fr) 2010-06-25 2012-08-17 Snecma Roue mobile a aubes en materiau composite pour moteur a turbine a gaz a liaison pied d'aube/disque par serrage
FR2961846B1 (fr) * 2010-06-28 2012-08-03 Snecma Propulsion Solide Aube de turbomachine a geometrie asymetrique complementaire
US9045992B2 (en) 2010-06-28 2015-06-02 Herakles Turbomachine blades or vanes having complementary even/odd geometry
FR2961845B1 (fr) * 2010-06-28 2013-06-28 Snecma Propulsion Solide Aube de turbomachine a geometrie complementaire paire/impaire et son procede de fabrication
US9033673B2 (en) 2010-06-28 2015-05-19 Herakles Turbomachine blade or vane having complementary asymmetrical geometry
US8662855B2 (en) * 2010-08-31 2014-03-04 United Technologies Corporation Integrally woven composite fan blade using progressively larger weft yarns
FR2965202B1 (fr) * 2010-09-28 2012-10-12 Snecma Procede de fabrication d'une piece et piece massive composite obtenue par ce procede
FR2967202B1 (fr) * 2010-11-10 2013-01-11 Snecma Procede d'optimisation du profil d'une aube en materiau composite pour roue mobile de turbomachine
FR2968679B1 (fr) * 2010-12-13 2014-02-07 Snecma Structure fibreuse pour piece en materiau composite ayant une ou plusieurs parties en forme d'arche
US8387504B2 (en) * 2011-01-06 2013-03-05 General Electric Company Fiber-reinforced Al-Li compressor airfoil and method of fabricating
FR2975123B1 (fr) 2011-05-13 2013-06-14 Snecma Propulsion Solide Rotor de turbomachine comprenant des aubes en materiau composite avec talon rapporte
FR2975037B1 (fr) * 2011-05-13 2014-05-09 Snecma Propulsion Solide Aube de turbomachine composite avec pied integre
US8936440B2 (en) * 2011-05-26 2015-01-20 United Technologies Corporation Hybrid rotor disk assembly with ceramic matrix composites platform for a gas turbine engine
US9045990B2 (en) * 2011-05-26 2015-06-02 United Technologies Corporation Integrated ceramic matrix composite rotor disk geometry for a gas turbine engine
US9334743B2 (en) * 2011-05-26 2016-05-10 United Technologies Corporation Ceramic matrix composite airfoil for a gas turbine engine
US9212560B2 (en) 2011-06-30 2015-12-15 United Technologies Corporation CMC blade with integral 3D woven platform
US20130011271A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 United Technologies Corporation Ceramic matrix composite components
FR2978197B1 (fr) 2011-07-22 2015-12-25 Snecma Distributeur de turbine de turbomachine et turbine comportant un tel distributeur
FR2979662B1 (fr) 2011-09-07 2013-09-27 Snecma Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur forme de tels secteurs
JP6174839B2 (ja) * 2011-10-14 2017-08-02 株式会社Ihi セラミックス基複合部材およびその製造方法
FR2981602B1 (fr) * 2011-10-25 2017-02-17 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur forme de tels secteurs
FR2983193B1 (fr) * 2011-11-30 2014-05-09 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication de piece en materiau cmc
FR2983428B1 (fr) * 2011-12-01 2014-01-17 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une aube de turbomachine en materiau composite a plates-formes integrees
FR2983519B1 (fr) 2011-12-01 2015-07-24 Snecma Propulsion Solide Aube de turbine a pale creuse en materiau composite, turbine ou compresseur ayant un distributeur ou redresseur forme de telles aubes et turbomachine les comprenant
WO2013088039A2 (fr) 2011-12-14 2013-06-20 Snecma Structure fibreuse avec fils a titre variable
US9617858B2 (en) * 2011-12-14 2017-04-11 Snecma Fibrous reinforcement structure for composite material part having a reduced thickness portion
CN103998665B (zh) * 2011-12-14 2016-10-12 斯奈克玛 三维编织纤维结构、从这种纤维结构中获得的纤维预制件以及包括这种预制件的复合材料部件
JP6038178B2 (ja) * 2012-01-09 2016-12-07 スネクマ 複合材料で作成され、プラットフォームが一体化されたタービンエンジンブレード用の繊維プリフォーム、およびそれを作成する方法
CN104040057B (zh) * 2012-01-09 2016-03-02 斯奈克玛 一种π型截面的复合材料增强部件，特别是用于涡轮引擎风机的平台，以及其制造方法
FR2987079B1 (fr) 2012-02-17 2017-02-10 Snecma Propulsion Solide Cone d'echappement avec systeme d'attenuation acoustique
FR2988777B1 (fr) 2012-03-29 2014-04-25 Snecma Propulsion Solide Integration de pieces d'arriere-corps de moteur aeronautique
JP6035826B2 (ja) 2012-04-10 2016-11-30 株式会社Ihi タービン翼として用いるセラミックス基複合部材およびその製造方法
FR2989390B1 (fr) 2012-04-17 2015-07-17 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une piece en materiau composite avec amelioration de la densification intra-fils
FR2995933B1 (fr) 2012-09-26 2014-10-17 Snecma Aube pour turbomachine en materiau composite a pied en forme de bulbe
FR2996549B1 (fr) 2012-10-04 2016-01-29 Herakles Procede de fabrication d'une piece aerodynamique par surmoulage d'une enveloppe ceramique sur une preforme composite
CN104870153B (zh) * 2012-11-13 2018-03-13 斯内克马公司 整体式桨叶预制件和用于涡轮机中间壳体的模块
FR2998827B1 (fr) * 2012-12-05 2015-02-06 Snecma Procede de fabrication d'un pied d'aube de turbomachine en materiau composite et pied d'aube obtenu par un tel procede
JP6003660B2 (ja) * 2013-01-11 2016-10-05 株式会社Ihi セラミックス基複合部材
FR3001409B1 (fr) * 2013-01-29 2015-07-03 Herakles Procede de fabrication d'une structure alveolaire de forme courbee en materiau composite
FR3002550B1 (fr) * 2013-02-22 2015-07-17 Aircelle Sa Metier a tisser a cadres cote-a-cote, procede de tissage utilisant un tel metier et preformes ainsi tissees.
US9631916B2 (en) * 2013-03-13 2017-04-25 Rolls Royce Corporation Component including structures for determinant loading
WO2014151066A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Chamberlain Adam L Fiber architecture optimization for ceramic matrix composites
CN105377520A (zh) * 2013-05-14 2016-03-02 通用电气公司 复合编织出口引导静叶
FR3006368B1 (fr) 2013-05-28 2015-07-03 Herakles Aube de disque de rotor avec retenue du pied par frottement
US10414487B2 (en) * 2013-07-08 2019-09-17 Safran Aircraft Engines Composite propeller blade for an aircraft
FR3011253B1 (fr) * 2013-10-01 2016-06-10 Snecma Structure fibreuse avec regroupement des flottes
FR3022829B1 (fr) * 2014-06-27 2017-02-24 Snecma Ensemble de compactage et procede de fabrication d'une aube composite de turbomachine
US9664053B2 (en) * 2014-02-12 2017-05-30 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Integral textile structure for 3-D CMC turbine airfoils
FR3018083B1 (fr) * 2014-02-28 2016-04-08 Safran Ceram Fil ensime destine a subir une operation textile
FR3018308B1 (fr) 2014-03-06 2016-04-08 Herakles Secteur de stator pour turbomachine et son procede de fabrication
FR3019817B1 (fr) * 2014-04-11 2016-05-06 Herakles Procede de fabrication d'une piece en materiau composite multiperforee
FR3021349B1 (fr) * 2014-05-22 2021-07-02 Herakles Procede de fabrication d'une aube de turbomachine en materiau composite, aube ainsi obtenue et turbomachine l'incorporant
CN105697070A (zh) * 2014-11-27 2016-06-22 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种组合结构的复合材料静子叶片
FR3029961B1 (fr) * 2014-12-11 2021-06-11 Snecma Roue a aubes avec becquets pour une turbine de turbomachine
FR3032145B1 (fr) * 2015-01-29 2017-02-10 Snecma Procede de fabrication d'une pale d'helice
FR3032462B1 (fr) * 2015-02-10 2017-03-10 Aircelle Sa Procede de fabrication d’une preforme de fibres de renfort tissee comprenant une section evolutive
FR3032726B1 (fr) 2015-02-16 2017-06-02 Herakles Structure fibreuse de renfort de pieces en materiau composite a forte variation d'epaisseur
FR3035675B1 (fr) 2015-04-29 2017-05-12 Snecma Aube munie de plateformes comportant des inserts
CN106523430B (zh) * 2015-09-11 2019-07-09 中国航发商用航空发动机有限责任公司 风扇叶片及其制备方法
US10400612B2 (en) 2015-12-18 2019-09-03 Rolls-Royce Corporation Fiber reinforced airfoil
FR3057295B1 (fr) * 2016-10-12 2020-12-11 Safran Aircraft Engines Aube comprenant une plate-forme et une pale assemblees
US10731481B2 (en) 2016-11-01 2020-08-04 Rolls-Royce Corporation Turbine blade with ceramic matrix composite material construction
US10577939B2 (en) 2016-11-01 2020-03-03 Rolls-Royce Corporation Turbine blade with three-dimensional CMC construction elements
FR3059268B1 (fr) * 2016-11-25 2020-02-21 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d'un element profile en materiau composite avec fixation d'un renfort metallique par rivetage.
FR3059679B1 (fr) 2016-12-07 2021-03-12 Safran Ceram Outillage de conformation et installation pour l'infiltration chimique en phase gazeuse de preformes fibreuses
FR3063448B1 (fr) * 2017-03-01 2019-04-05 Safran Aircraft Engines Preforme et aube monobloc pour turbomachine
FR3082854B1 (fr) 2018-06-25 2020-09-11 Safran Ceram Structure fibreuse et piece en materiau composite incorporant une telle structure
FR3080146B1 (fr) 2018-04-17 2021-04-02 Safran Aircraft Engines Distributeur en cmc avec reprise d'effort
FR3080145B1 (fr) 2018-04-17 2020-05-01 Safran Aircraft Engines Distributeur en cmc avec reprise d'effort par une pince etanche
FR3081370B1 (fr) 2018-05-22 2020-06-05 Safran Aircraft Engines Corps d'aube et aube en materiau composite ayant un renfort fibreux compose d'un tissage tridimensionnel et de fibres courtes et leur procede de fabrication
WO2020025878A1 (fr) 2018-08-03 2020-02-06 Safran Ceramics Procede de fabrication d'une piece en cmc
FR3085131B1 (fr) 2018-08-27 2020-11-13 Safran Procede de mise en forme par compactage d'une preforme fibreuse pour la fabrication d'une piece en materiau composite
US10927710B2 (en) 2018-09-26 2021-02-23 Raytheon Technologies Corporation Blade outer air seal laminate T-joint
FR3086786B1 (fr) 2018-10-01 2020-12-18 Airbus Operations Sas Procede de fabrication d'une peau acoustique degivrante pour panneau acoustique d'aeronef, utilisant un dispositif d'ecartement de fibres
US10859268B2 (en) 2018-10-03 2020-12-08 Rolls-Royce Plc Ceramic matrix composite turbine vanes and vane ring assemblies
FR3089857B1 (fr) 2018-12-13 2022-02-18 Safran Aircraft Engines Réparation de pièces en matériau composite à matrice organique
FR3089844B1 (fr) * 2018-12-13 2022-02-18 Safran Aircraft Engines Préforme fibreuse d’une pièce de turbomachine
FR3092034B1 (fr) 2019-01-30 2022-12-02 Safran Aircraft Engines Carter en matériau composite avec variation locale d’épaisseur
US11162377B2 (en) 2019-05-31 2021-11-02 Rolls-Royce High Temperature Composites Inc. Ceramic matrix composite turbine vane and method for making
FR3097264B1 (fr) 2019-06-12 2021-05-28 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec reprise d’effort
FR3098226B1 (fr) 2019-07-01 2021-07-23 Safran Ceram Structure fibreuse de renfort de pièces en matériau composite à épaisseur variable
FR3098246B1 (fr) 2019-07-04 2022-08-26 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec reprise d’effort
FR3098435B1 (fr) 2019-07-10 2021-07-23 Safran Ceram Procédé de fabrication d’une préforme fibreuse de renfort de pièces en matériau composite à forte variation locale d’épaisseur
FR3098544B1 (fr) * 2019-07-11 2021-06-25 Safran Aircraft Engines Aube de soufflante
FR3100740B1 (fr) 2019-09-12 2022-12-16 Safran Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite
FR3102795B1 (fr) 2019-10-31 2022-06-17 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec reprise d’effort
FR3103557B1 (fr) 2019-11-22 2022-11-11 Safran Aircraft Engines Dispositif de maintien en compaction d’une texture fibreuse pour la caractérisation de matériaux composites
FR3107354B1 (fr) 2020-02-14 2022-01-28 Safran Dispositif de maintien de pièces composites ou préformes fibreuses pour contrôle par tomographie aux rayons X
FR3108142B1 (fr) * 2020-03-11 2022-08-19 Safran Aircraft Engines Aube comprenant une structure en matériau composite et procédé de fabrication associe
FR3108673B1 (fr) 2020-03-27 2023-02-17 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine a distributeur en cmc avec panachage de mats pleins a la couronne
FR3111658B1 (fr) 2020-06-18 2022-07-15 Safran Aircraft Engines Aube en matériau composite à renfort fibreux tissé tridimensionnel et peau tissée bidimensionnel et son procédé de fabrication
FR3111660B1 (fr) 2020-06-18 2022-07-01 Safran Aircraft Engines Aube en matériau composite à peau tissée bidimensionnel intégrant un insert métallique et son procédé de fabrication
FR3114348B1 (fr) 2020-09-23 2022-09-16 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec reprise d’effort
FR3118096B1 (fr) * 2020-12-18 2023-11-17 Safran Aircraft Engines Aube en materiau composite a matrice au moins partiellement ceramique
FR3118030B1 (fr) 2020-12-18 2023-09-01 Safran Ceram Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite à matrice céramique
FR3118095B1 (fr) * 2020-12-18 2024-03-29 Safran Aircraft Engines Talon d'aube mobile en materiau composite a matrice ceramique en fibres courtes
FR3120374B1 (fr) 2021-03-03 2024-05-17 Safran Procédé de tissage tridimensionnel ou multicouche d’une structure fibreuse et structure fibreuse présentant un tissage tridimensionnel ou multicouche
FR3120325B1 (fr) 2021-03-03 2023-11-03 Safran Texture fibreuse pour aube en matériau composite à bord fin
US11661861B2 (en) 2021-03-03 2023-05-30 Garrett Transportation I Inc. Bi-metal variable geometry turbocharger vanes and methods for manufacturing the same using laser cladding
FR3120910A1 (fr) * 2021-03-17 2022-09-23 Safran Aircraft Engines Pièce de turbomachine composite formée d’une âme entourée par deux préformes fibreuses tissées 3D
FR3121707B1 (fr) 2021-04-12 2024-01-05 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec reprise d’effort et ajustement de position
FR3122697B1 (fr) 2021-05-06 2024-04-05 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec maintien en position radiale
FR3123683B1 (fr) 2021-06-02 2023-06-02 Safran Aircraft Engines Turbine de turbomachine à distributeur en CMC avec pièce de calage
FR3134338A1 (fr) 2022-04-12 2023-10-13 Safran Aircraft Engines Mise en forme reproductible d’une ébauche fibreuse
WO2023275458A1 (fr) 2021-06-29 2023-01-05 Safran Aircraft Engines Mise en forme reproductible d'une ebauche fibreuse
FR3124972B1 (fr) * 2021-07-08 2024-01-26 Safran Aircraft Engines Conception d’un support pour ébauche fibreuse d’aube ou d’hélice
FR3127019A1 (fr) 2021-09-14 2023-03-17 Safran Aircraft Engines Distributeur en CMC dont l’étanchéité est améliorée et Turbine de turbomachine associée
CN114294263B (zh) * 2021-10-20 2023-06-30 中国航发四川燃气涡轮研究院 风扇叶盘结构及涡轮风扇发动机
FR3130273B1 (fr) 2021-12-10 2023-12-15 Safran Ceram Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite SiC/SiC
US11873735B1 (en) 2022-11-10 2024-01-16 General Electric Company Composite component for a gas turbine engine
FR3142202A1 (fr) 2022-11-21 2024-05-24 Safran Ceramics Ebauche fibreuse avec une variation d’épaisseur présentant des croisements de fils
FR3142932A1 (fr) 2022-12-09 2024-06-14 Safran Ceramics Préforme d’aube en une seule pièce intégrant des portions de tissu unidirectionnel recouvrantes
CN115949471B (zh) * 2023-01-04 2023-12-22 北京航空航天大学 一种正交三维机织复合材料出口导向叶片及其制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1526285A1 (fr) * 2003-10-20 2005-04-27 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procédé de fabrication
RU2280767C2 (ru) * 2004-10-14 2006-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Способ изготовления рабочего колеса турбины из композиционных материалов
WO2006136755A2 (fr) * 2005-06-24 2006-12-28 Snecma Structure fibreuse de renfort pour piece en materiau composite et piece la comportant

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2640258B1 (fr) 1988-05-10 1991-06-07 Europ Propulsion Procede de fabrication de materiaux composites a renfort en fibres de carbure de silicium et a matrice ceramique
US6627019B2 (en) * 2000-12-18 2003-09-30 David C. Jarmon Process for making ceramic matrix composite parts with cooling channels
JP3978766B2 (ja) * 2001-11-12 2007-09-19 株式会社Ｉｈｉ バンド部付きセラミックス基複合部材とその製造方法
US6821087B2 (en) * 2002-01-21 2004-11-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Flow-rectifying member and its unit and method for producing flow-rectifying member
DE10334342A1 (de) * 2003-07-29 2005-02-24 Mtu Aero Engines Gmbh Fasergelege und Verfahren zur Herstellung desselben
JP2005133707A (ja) * 2003-10-10 2005-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型圧縮機
FR2861128B1 (fr) * 2003-10-16 2007-06-08 Snecma Moteurs Dispositif d'attache d'une aube mobile sur un disque de rotor de turbine dans un turbomachine
US7510379B2 (en) * 2005-12-22 2009-03-31 General Electric Company Composite blading member and method for making
FR2899226B1 (fr) * 2006-04-04 2008-07-04 Snecma Propulsion Solide Sa Piece en materiau composite a matrice ceramique contenant du silicium, protegee contre la corrosion.
FR2907475B1 (fr) * 2006-10-18 2008-12-05 Messier Dowty Sa Sa Tissu composite 3d
FR2933970B1 (fr) 2008-07-21 2012-05-11 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une piece en materiau composite thermostructural et piece ainsi obtenue
US8499450B2 (en) * 2010-01-26 2013-08-06 United Technologies Corporation Three-dimensionally woven composite blade with spanwise weft yarns

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1526285A1 (fr) * 2003-10-20 2005-04-27 Snecma Moteurs Aube de turbomachine, notamment aube de soufflante et son procédé de fabrication
RU2004130731A (ru) * 2003-10-20 2006-04-10 Снекма Мотер (Fr) Лопатка турбореактивного двигателя, в частности, лопатка вентилятора, и способ ее изготовления
RU2280767C2 (ru) * 2004-10-14 2006-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Способ изготовления рабочего колеса турбины из композиционных материалов
WO2006136755A2 (fr) * 2005-06-24 2006-12-28 Snecma Structure fibreuse de renfort pour piece en materiau composite et piece la comportant

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646061C2 (ru) * 2013-01-29 2018-03-01 Эракль Способ изготовления керамической шумозащитной панели изогнутой формы
RU2770020C2 (ru) * 2017-09-19 2022-04-14 Сафран Серамикс Способ впрыска содержащей наполнитель суспензии в волокнистую структуру и способ изготовления детали из композиционного материала
US11655193B2 (en) 2017-09-19 2023-05-23 Safran Ceramics Method for injecting a loaded suspension into a fibrous texture and method for manufacturing a part made of composite material
RU2774531C2 (ru) * 2017-11-14 2022-06-21 Сафран Серамикс Волокнистая структура и часть из композитного материала, содержащая такую структуру
US11560650B2 (en) 2017-11-14 2023-01-24 Safran Ceramics Fiber structure and a composite material part incorporating such a structure
RU2716443C1 (ru) * 2019-07-23 2020-03-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ изготовления преформы рабочей лопатки вентилятора из композиционного материала

Also Published As

Publication number Publication date
CN102232020A (zh) 2011-11-02
US20110311368A1 (en) 2011-12-22
CA2744896A1 (en) 2010-06-03
US9080454B2 (en) 2015-07-14
WO2010061140A1 (fr) 2010-06-03
BRPI0922074A2 (pt) 2015-12-22
JP2012510586A (ja) 2012-05-10
CN102232020B (zh) 2014-06-04
FR2939129A1 (fr) 2010-06-04
RU2011124294A (ru) 2013-01-10
BRPI0922074B1 (pt) 2019-06-04
EP2349688A1 (fr) 2011-08-03
EP2349688B1 (fr) 2014-09-10
FR2939129B1 (fr) 2014-08-22
JP5527774B2 (ja) 2014-06-25
CA2744896C (en) 2017-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518622C2 (ru) Лопатка турбомашины из композиционного материала и способ ее изготовления
RU2519116C2 (ru) Способ изготовления детали сложной формы из композиционного материала
RU2552652C2 (ru) Способ изготовления лопатки турбомашины из композиционного материала, лопатка турбомашины и турбомашина
RU2523308C2 (ru) Способ изготовления турбомашинной лопатки, сделанной из композиционного материала
US9045992B2 (en) Turbomachine blades or vanes having complementary even/odd geometry
US9062562B2 (en) Composite material turbomachine engine blade or vane, compressor stator segment or turbine nozzle segment incorporating such vanes and method for manufacturing same
RU2553872C2 (ru) Лопатка турбомашины с асимметричной дополняющей геометрией
US9033673B2 (en) Turbomachine blade or vane having complementary asymmetrical geometry
RU2608422C2 (ru) Способ изготовления композитных лопаток турбинного двигателя со встроенными полками
RU2562983C2 (ru) Лопатка турбомашины с четной или нечетной дополняющей геометрией и способ ее изготовления
JP6067683B2 (ja) 複合ターボ機械の脚付きブレード
EP4360850A1 (en) Mandrel with transition section for making multiple cmc articles
EP4361119A1 (en) Method for densification of cmc article

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20140815

PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner