[發明專利]制造彎曲陶瓷聲衰減板的方法

有效

• 申請號: 201480006643.5
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN104955643B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: S·弗凱;S·斯門尼斯;E·菲利普;E·古里安
• 申請（專利權）人: 赫拉克勒斯公司
• 主分類號: B32B18/00
• 分類號: B32B18/00;C04B35/571;C04B35/573;C04B35/80;C04B37/00;E04C2/36;G10K11/172;C04B35/83;C04B35/111;C04B35/48;F02K1/82
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陶啟長,楊昀

背景技術

本發明涉及聲衰減板的一般領域。更具體地，涉及用于減少由航空發動機(例如燃氣渦輪)或其排氣裝置產生的噪音的聲衰減板。

為了減少燃氣渦輪的排氣管中的噪音，已知在確定所述管的元件表面提供聲衰減板。那些板通常由具有多孔表面的壁和固體反射壁構成，其中所述多孔表面對于其希望削減的聲波具有可透過性，所述固體反射壁具有網格結構(cellular structure)，例如蜂窩狀結構或多孔結構，其被安排在那兩個壁之間。根據熟知的方法，所述板形成Helmholtz型共鳴器，其作用是削減所述管中產生的某一頻率范圍的聲波。

所述類型的板的組成元件(壁和網格體)一般由金屬材料制成，如文件US 5 912 442和GB 2 314 526所述。然而，在通常需要考慮減輕重量的技術領域(例如航空航天)中，采用金屬材料制成的聲衰減板是相對不利的。

文件US 8 043 690表述了具有由復合材料(由基質致密化的纖維強化件)制成的壁和網格體的聲衰減板，由此相較于傳統利用的金屬材料而言實現了減重。但是，該文件僅公開了平面形狀的板或板亞部件(subassembly)，從而，如果要提供帶有聲學處理的圓柱形或截頭圓錐形的部件，就需要在該部件的壁上排列許多平面或直線形的聲衰減次部件。這種制造計數需要大量的操作來用平面亞部件制成聲學板，由此不利于所述板制造中相關的優化和成本問題。

需要一種使聲衰減板能夠由復合材料制成(尤其是由陶瓷基質復合(CMC)材料制成)，并且具有與需要隔音的部件形狀相配的彎曲形狀的方案。

本發明的目的和內容

為此，本發明提供一種制造聲衰減板的方法，所述聲衰減板由彎曲形狀的陶瓷基質復合(CMC)材料制成，所述方法包括如下步驟：

·用陶瓷前體樹脂浸漬確定網格結構的纖維結構；

·使所述陶瓷前體樹脂聚合化，同時使網格結構的纖維結構保持在呈現彎曲形狀的工件上，所述彎曲形狀對應于該網格結構的最終形狀；

·將所述網格結構與第一和第二表層對接，以封閉所述結構的網格單元，各表層由陶瓷前體樹脂浸漬的纖維結構形成，各表層在所述表層的樹脂聚合化之前或之后與所述網格結構對接；

·使由所述網格結構和第一和第二表層構成的組件熱解；和

·通過化學氣相滲透法(CVI)致密化所述組件。

因此，根據本發明的方法，先制成網格結構，然后通過浸漬樹脂的聚合化使所述網格結構以所需的彎曲形狀加固。在該階段，即在聚合化之后和通過熱解將樹脂轉化成陶瓷之前，所述網格結構顯示具有足夠硬度以自我支持并保持其彎曲形狀，同時仍具有一定量的撓性或可形變性。同樣地，將所述表層組裝至網格結構，同時其處于浸漬階段或聚合化階段，即，在其浸漬樹脂熱解之前。因此，聲衰減板可采用CMC材料制成，并且具有與其待納入的部件的形狀準確相配的彎曲形狀。

當把聲學板的組成部件(處于浸漬階段)組裝在一起時，其仍顯示撓性或可形變性，這能夠減小待組裝到一起的部件之間的空隙，從而使待制造的聲學板成品具有更佳的形狀容差(shape tolerance)。

此外，加固的網格結構還有作為表層的保持和形狀支持物的作用，由此使那些元件無需采用成形工件就能熱解并致密化，因此降低了該聲衰減板的制造成本。

通常利用CVI來使聲學板的元件致密化(共致密)，CVI的作用是強化那些元件之間的接合。

在本發明方法的第一方面，在使表層的浸漬樹脂聚合化之前，使兩個表層中至少一個對接至所述網格結構，所述方法包括在該對接步驟之后和熱解步驟之前使表層的樹脂聚合化的步驟。

在本發明方法的第二方面中，將兩個表層中的一個置于工件上，所述工件具有穿透所述表層的針，將網格結構與置于該工件上的所述表層對接，從而在所述表層上穿孔。因此，在聲學表層上制造穿孔，同時將所述表層與所述網格結構組裝。

在本發明方法的第三方面，在與網格結構對接之前使兩個表層中至少一個的樹脂聚合化，在聚合化過程中，使所述表層保持在具有與網格結構的彎曲形狀相似的彎曲形狀的工件上，并且其中將至少包含陶瓷前體樹脂的粘合劑置于即將與表層接觸的網格結構的部分上。

在本發明方法的第四方面，所述粘合劑還包含固體填料，該固體填料由耐火材料粉末構成。

在本發明方法的第五方面，在第一表層的浸漬樹脂已經聚合化之后，并且在將第二表層對接至所述網格結構之前，將該第一表層對接至所述網格結構，所述方法包括在第一表層中制造多個穿孔的步驟，第二表層在所述多個穿孔制造步驟之后對接至所述網格結構。