(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンブレードの金属補強材などの金属部品（３０）を製造するための方法（２００）であって、連続的に、
超塑性成形および拡散溶接を実施することを可能にする特性を有するインサート（３０１）と、前記インサート（３０１）の周囲を囲む複数の金属ワイヤ（３０２）とから構成された三次元金属構造体（３１０）を製造するためのステップ（２１０）であって、前記金属構造体（３１０）が前記金属部品（３０）のプレフォームを形成する、ステップと、
前記金属構造体（３１０）が成形工具（４００）内に配置されるステップ（２２０）と、
前記緻密な金属部品（３０）を得るために、前記金属構造体（３１０）の凝集作用を引き起こす、前記三次元金属構造体（３１０）の熱間加圧成形ステップ（２３０）とを伴う、方法。
【請求項２】
前記方法が、前記熱間加圧成形ステップ（２３０）中に得られる前記金属部品が金属補強材であるように、タービンエンジンのブレードの前縁または後縁用の金属補強材、またはプロペラの金属補強材を製造するための方法であることを特徴とする、請求項１に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項３】
前記熱間加圧成形ステップが、静水圧加圧成形または恒温鍛造ステップであることを特徴とする、請求項１から２までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項４】
三次元金属構造体（３１０）のための前記製造ステップが、連続的に、
インサート（３０１）を製造するための第１のサブステップと、
複数の金属ワイヤを前記インサート（３０１）の周りに巻き付けるための第２のサブステップとを含むことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項５】
三次元金属構造体（３１０）のための前記製造ステップが、連続的に、
インサート（３０１）を製造するための第１のサブステップと、
前記複数の金属ワイヤ（３０２）を、各々の金属ワイヤが少なくとも１つのループを呈するように曲げる第２のサブステップと、
前記インサート（３０１）を前記複数の金属ワイヤ（３０２）の前記ループの各々内に挿入する第３のサブステップとを含むことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項６】
前記インサート（３０１）を製造するための前記サブステップが、鍛造もしくは機械加工もしくは鋳造によって、または三次元ウィービング方法によって実行されることを特徴とする、請求項４から５までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項７】
前記インサートが金属インサートであることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項８】
前記複数のワイヤの前記金属ワイヤ（３０２）が、Ａ形状になるように曲げられることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項９】
前記金属ワイヤ（３０２）が、チタンベースのワイヤおよび／またはＳｉＣ−チタンワイヤであることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【請求項１０】
前記方法が、連続的に、
インサート（３０１）と、前記インサート（３０１）を取り囲む複数の金属ワイヤ（３０２）とから構成された複数の三次元金属構造体（３１０）の製造のためのステップ（２１０）であって、前記複数の金属構造体（３１０）が前記金属部品（３０）のプレフォームを形成する、ステップと、
前記複数の金属構造体（３１０）が成形工具（４００）内に配置されるステップ（２２０）と、
前記金属部品（３０）を得るために、前記複数の金属構造体（３１０）の凝集作用を引き起こす、前記複数の三次元金属構造体（３１０）の熱間加圧成形ステップ（２３０）とを伴うことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載の金属部品（３０）を製造するための方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材または金属のタービンエンジンブレード用の金属補強材などの金属部品を作製するための方法に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、タービンエンジンのブレードの前縁または後縁用の金属補強材を作製するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本発明の分野は、タービンエンジンのものであり、より詳細には、金属構造補強材を含む前縁を有する、複合材または金属材料から作製されたタービンエンジンファンブレードのものである。
【０００４】
しかし、本発明はまた、地上での使用または航空的使用のためのタービンエンジンの任意のタイプ、特にヘリコプタターボシャフトエンジンまたは航空機ジェットタービンエンジンのブレードの前縁または後縁だけでなく、二重ファンの二重反転の非流線型（ｎｏｎ−ｆａｉｒｅｄ）プロペラまたはオープンロータプロペラなどのプロペラを補強することが意図された金属補強材の製造にも適用可能である。
【０００５】
本発明はまた、複雑な外形形状を有する全一体型金属部品の製造にも適用可能である。
【０００６】
前縁は、空気流と交わり、空気の流れを内孤または下側表面空気流と外孤または上側表面空気流とに分割する空気力学的プロファイルの前部に対応することが想起されなければならない。後縁は、内孤および外孤の流れが再度合流する空気力学的プロファイルの後部に対応する。
【０００７】
タービンエンジンブレード、特にファンブレードは、特に回転速度に関連付けられた高レベルの機械的応力にさらされ、重量および全体サイズの厳しい条件を満たさなければならない。その結果、より軽量である複合材料から作製されたブレードが使用される。
【０００８】
タービンエンジンに装着されたファンブレードが知られており、これらのブレードは、複合材料から作製され、その中では金属構造補強材がその前縁の両側を全高さにわたって延びており、これは欧州特許第１９０８９１９号明細書の文献に記載されている。そのような補強材は、たとえば鳥、霰、またはさらには石などのファン上の異物による衝撃中、複合材ブレード配列を保護する。
【０００９】
特に、金属構造補強材は、層間剥離、繊維破損、または繊維／マトリクス接合不良による損傷の可能性を防止することによって、複合材ファンの前縁を保護する。
【００１０】
従来、タービンエンジンブレードは、空気力学的表面を含み、この表面は、前縁と後縁の間を第１の方向に、またブレードの根元部と先端部の間を、第１の方向にほぼ垂直である第２の方向に延びる。金属構造補強材は、ブレードの空気力学的表面の前縁の形状をたどり、ブレードの空気力学的表面の前縁の両側を第１の方向に延びてブレードの内孤および外孤のプロファイルをたどり、また、ブレードの根元部と先端部の間を第２の方向に延びる。
【００１１】
知られている方法では、金属構造補強材は、材料のブロックからフライス加工することによって全体的に製造されるチタンから作製された金属部品である。
【００１２】
しかし、ブレードの前縁の金属補強材は、作製するのに複雑な部品であり、数多くの再加工工程および高い製造コストを伴う複雑な工具を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許第１９０８９１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
この文脈において、本発明は、タービンエンジンブレードの前縁または後縁用の金属補強材を製造するための方法であって、そのような部品の製造コストを著しく低減し、製造工程を簡易化する、方法を提案することによって上記で述べられた問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するために、本発明は、タービンエンジンブレードの金属補強材などの金属部品を製造するための方法であって、連続的に：
−超塑性成形および拡散溶接を実施することを可能にする特性を有するインサートと、前記インサートの周囲を囲む複数の金属ワイヤとから構成された三次元金属構造体を製造するためのステップであって、前記金属構造体が前記金属部品のプレフォームを形成する、ステップと、
−前記金属構造体が成形工具内に配置されるステップと、
−前記緻密な金属部品を得るために、前記金属構造体の凝集作用を引き起こす、前記三次元金属構造体の熱間加圧成形ステップとを伴う、方法を提案する。
【００１６】
本発明により、たとえば２つの別個の平面に沿った２本の曲線（または軸の周りのねじれ）を含む金属構造補強材などの金属部品は、インサート、およびインサートの周りに巻き付く金属を作り出すように、したがってインサートの周りに金属骨格を作り出すように成形された金属ワイヤと、緻密部品を得ることを可能にする熱間加圧成形および／または緻密化方法を組み合わせることによって事前に形成される金属構造体を製造することによって簡単かつすばやく製造される。有利には、熱間加圧成形方法は、緻密な非多孔性の部品を、塑性変形、クリープ、および拡散溶接の組み合わせによって得ることを可能にする静水圧加圧成形または緻密化方法（ＨＩＰまたは熱間静水圧加圧成形）である。
【００１７】
金属ワイヤは、これと同じような円形、四角形、または六角形などになり得る断面を有するダイス型を用いて生み出される。
【００１８】
有利には、インサートは、作製対象の部品の中立軸の形態をたどるようにされ、それにより、製作された金属構造体は、成形工具内に容易に配置可能である、作製対象の部品のプレフォームを形成するようになる。
【００１９】
作製された金属構造体は、結果的には、ブレード補強材、インボリュート状の非展開性形状を呈する部品、またはさらには、たとえばブレードの端部を部分的に覆う部品などの外装形状を有する部品など、作製対象の部品の複雑な形状にも関わらず、容易に輸送可能であり、成形工具内に配置することが容易である構造体となる。
【００２０】
有利には、金属構造体を作製するために使用される金属ワイヤの長さおよび直径は様々であり、たとえばブレード補強材などの作製対象の部品の形状によって決まる。
【００２１】
この製造方法は、したがって、大量の材料の使用およびその結果高い原材料の供給コストを必要とする、平坦物からのフライス加工またはブローチ削りタイプのバルク機械加工を用いてブレード補強材の複雑な製造を行う必要性を解消する。方法はまた、質量および／または外形の厳しい要件を満たす金属補強材を容易に作製することも可能にする。
【００２２】
有利には、金属部品は、タービンエンジンのファンブレードの前縁または後縁の金属補強材である。
【００２３】
本発明による、金属部品を製造するための方法はまた、以下の特性の１つまたは複数を呈することもでき、これらの特性は、個々にまたはすべての技術的に可能な組み合わせによって考慮される：
−前記方法は、前記熱間加圧成形ステップ中に得られた前記金属部品が金属補強材であるように、タービンエンジンブレードの前縁または後縁用の金属補強材、またはプロペラの金属補強材を製造するための方法であり、
−前記熱間加圧成形ステップは、静水圧加圧成形ステップまたは恒温鍛造ステップであり、
−三次元金属構造体を作製するための前記ステップは、連続的に、
−インサートを製造するための第１のサブステップと、
−前記複数の金属ワイヤを、各々の金属ワイヤが少なくとも１つのループを呈するように曲げる第２のサブステップと、
−前記インサートを前記複数の金属ワイヤの前記ループの各々内に挿入する第３のサブステップとを伴い、
−前記インサートの製造のための前記サブステップが、鍛造もしくは機械加工によって、または鋳造によってまたは三次元ウィービング方法によって達成され、
−前記インサートは金属インサートであり、
−前記複数のワイヤの前記金属ワイヤは、Ａ形状になるように曲げられ、
−前記金属ワイヤは、チタンベースの金属ワイヤおよび／またはＳｉＣ−チタンワイヤであり、
−前記方法は、連続的に：
−インサートと、前記インサートを取り囲む複数の金属ワイヤとから構成された複数の三次元金属構造体の製造のためのステップであって、前記複数の金属構造体が前記金属部品のプレフォームを形成する、ステップと、
−前記複数の金属構造体を成形工具内に配置するためのステップと、
−前記金属部品を得るために、前記複数の金属構造体の凝集作用を引き起こす、前記三次元の複数の金属構造体の熱間加圧成形ステップとを伴う。
【００２４】
本発明の他の特性および利点は、付属の図を参照することによって、例示目的のためであっていかなる形でも制限的ではない、以下で与えられる後続の説明からより明確に現れるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による製造方法を用いて得られた前縁の金属構造補強材を含むブレードの側面図である。
【図２】断面ＡＡの平面に沿った、図１に示されたブレードの部分断面図である。
【図３】本発明による製造方法に関する、タービンエンジンのブレードの前縁の金属構造補強材の製造における主要ステップを示す全体図である。
【図４ａ】図３に示された方法の第１のステップにおける段階を示す、タービンエンジンのブレードの前縁の金属補強材を表す図である。
【図４ｂ】図３に示された方法の第１のステップにおける段階を示す、タービンエンジンのブレードの前縁の金属補強材を表す図である。
【図４ｃ】図３に示された方法の第１のステップにおける段階を示す、タービンエンジンのブレードの前縁の金属補強材を表す図である。
【図５】図３に示された方法の第２のステップ中の、タービンエンジンのブレードの前縁の金属補強材を表す図である。
【図６】図３に示された方法の第３のステップ中の、タービンエンジンのブレードの前縁の金属補強材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
すべての図に共通する要素は、別途記載がない限り、同じ参照番号を有する。
【００２７】
図１は、本発明による製造方法を用いて得られた前縁の金属構造補強材を含むブレードの側面図である。
【００２８】
図示されるブレード１０は、たとえば、タービンエンジン（図示せず）の可動式ファンブレードである。
【００２９】
ブレード１０は空気力学的表面１２を有し、この表面は、前縁１６と後縁１８の間の第１の軸方向１４に沿って、また根元部２２と先端部２４の間の、第１の方向１４に対してほぼ垂直な第２の半径方向２０に沿って延びている。
【００３０】
空気力学的表面１２は、ブレード１０の外孤１３および内孤１１の表面を形成する。ブレード１０の外孤１３の表面だけが図１に示されている。内孤１１および外孤１３は、ブレード１０の前縁１６と後縁１８を結合するブレード１０の横方向表面を形成する。
【００３１】
この実施形態では、ブレード１０は、織物繊維状構造の形成によって一般的に得られる複合材ブレードである。例として、使用される複合材料は、炭素繊維織物および樹脂ベースのマトリクスの組み合わせから構成されてよく、システム全体は、樹脂注入方法のＲＴＭ（「樹脂トランスファー成形」）またはＶＡＲＴＭ（「真空補助樹脂トランスファー成形」）のタイプを用いて型成形することによって形成される。
【００３２】
ブレード１０は、その前縁１６に接着された金属構造補強材３０を含み、この補強材は、ブレード１０の空気力学的表面１２の前縁１６の両側の第１の方向１４、かつブレードの根元部２２と先端部２４の間の第２の方向２０に沿って延びる。
【００３３】
図２に示されるように、構造補強材３０は、ブレード１０の空気力学的表面１２の前縁１６の形状を、これが延びるようにたどり、補強材の前縁と呼ばれる前縁３１を形成する。
【００３４】
従来、構造補強材３０は単一型の部品であり、この部品は、前縁３１を形成するベース３９を有するほぼＶ字形のセクションを含み、ブレードの空気力学的表面１２の内孤１１および外孤１３をそれぞれたどる２つの側面３５および３７によって延ばされる。側面３５、３７は、ブレードの後縁の方向に先細のまたは薄くされたプロファイルを呈する。
【００３５】
ベース３９は、ブレード１０の前縁１６の丸くされた形状に合致する丸くされた内部プロファイル３３を含む。
【００３６】
構造補強材３０は、金属、好ましくはチタンベースのものである。この材料は、実際には、衝撃によるエネルギーを吸収する高い能力を呈する。補強材は、たとえばエポキシ系接着剤などの当業者に知られている接着剤を用いてブレード１０に接着することによって取り付けられる。
【００３７】
タービンエンジンの複合材ブレードを補強するために使用されるこのタイプの金属構造補強材３０は、特許出願の欧州特許第１９０８９１９号明細書においてより詳細に説明される。
【００３８】
特に本発明による方法は、図２に示されるような構造補強材を製造することを可能にし、この場合図２は、その最終の状態の補強材３０を示している。
【００３９】
図３は、たとえば、図１および図２に示されたものなどのブレード１０の前縁の金属補強材３０を生み出すことを可能にする、金属部品の製造方法２００における主要ステップを示す全体図を表している。
【００４０】
製造方法２００における第１のステップ２１０は、本発明による方法によって、作製対象の部品のプレフォームを形成する金属構造体３１０を製造するためのステップである。このステップ２１０は、この第１のステップ２１０におけるさまざまな段階を表す図４ａ、４ｂ、および４ｃに特に示される。
【００４１】
金属構造体３１０は、インサート３０１と、インサート３０１の周囲を囲む複数の金属ワイヤ３０２によって形成された金属骨格３０３とを組み合わせることによって形成される（図４ｃ）。
【００４２】
第１の実施形態によれば、製造方法２００における第１のステップ２１０は、インサート３０１の製造のための第１のサブステップと、インサート３０１を囲む金属骨格３０３を製造するために、複数の金属ワイヤ３０２をインサート３０１の周りに巻き付けるための第２のサブステップとから構成される。
【００４３】
図４ａによって示される第１のサブステップは、作製対象の部品の最終形状にしたがって決定される形状を有するインサート３０１を製造するためのステップである。タービンエンジンの前縁の金属補強材の製造の例では、インサート３０１は、金属補強材のベース３９（図２）の形状を有し、ブレードの前縁の中立軸をたどる２つの別個の平面内の２本の曲線（または１本の軸に沿ったねじり部）を呈する。この目的を達成するために、インサート３０１は、２つの側面３０４、３０５、およびベース３０６を有するほぼ三角形の形態になる。
【００４４】
インサート３０１は、たとえば鍛造、機械加工、もしくは鋳造方法によって作製された、一体型インサートなどの剛性インサートでよく、または三次元ウィービング方法を用いて作製された織物インサートなどの可撓性インサートでよい。
【００４５】
インサートを製造するために使用される方法のタイプに関わらず、インサート３０１は、所望の形状で直接作製されてよく（すなわちさらなる変形ステップを有さない）、または（インサート材料の性質が許す場合）２つの連続する工程、すなわちほぼ直線の部品を作製することを伴う第１の工程、および直線部品を所望の形状の（すなわちタービンエンジンのブレードの補強材を製造するために２本の曲線を備えた）インサートを作製するように成形することを伴う第２の工程において作製されてよい。
【００４６】
タービン機械のブレード用の補強材を製造するために、インサート３０１は、有利には、チタンベースの金属インサートである。
【００４７】
金属インサート３０１がウィービング方法によって作製されるとき、インサートは、金属ワイヤ、たとえばチタンワイヤおよび／または炭化ケイ素およびチタンベース（ＳｉＣ−Ｔｉ）ワイヤおよび／またはボロンでコーティングされた（ＳｉＣ−ボロン）ワイヤを用いて織られる。ワイヤはまた、炭化ケイ素（ＳｉＣ−ＳｉＣ）から作製された非金属性のワイヤでもよい。
【００４８】
インサート３０１を作製するためにどのような材料が使用されても、当該材料は、超塑性成形および拡散溶接を実施することを可能にする特性を呈さなければならない。タービンエンジンのブレード用の金属補強材を製造する例では、金属インサート３０１は、有利にはチタンから作製される。
【００４９】
中空の金属補強材（図示されず）を製造するために、金属インサートは、金属補強材を作製するために使用される材料とは異なる材料から作製された「過渡的インサート」によって置き換えられる。用語「過渡的インサート」は、恒久的であることは意図されず、前縁の中空の金属補強材を作製するためだけに必要となるインサートを称する。したがって、過渡的インサートは、その最終状態の金属インサート内には存在せず、金属補強材の機械的特性にいかなる形でも寄与することはない。
【００５０】
過渡的インサートは、たとえば、９００℃程度の高温、１０００バール程度の高圧に耐えることができ、また、不純物または酸化物を作り出さないために、金属補強材の製造に使用される材料に適合する材料から作製される。
【００５１】
過渡的インサートの材料はまた、化学試薬による溶解を伴う化学攻撃を受けることもできなければならない。
【００５２】
有利には、過渡的インサートは、銅、石英、またはシリカから作製される。
【００５３】
過渡的インサートの形状は、金属補強材の最終内部空洞の所望の形状によって決まる。
【００５４】
第２のサブステップは、最初は直線的な形態である複数の金属ワイヤを、インサート３０１の周りに巻き付けるためのステップである。
【００５５】
図４ｂに示される巻き付けの１つの例によれば、金属ワイヤ３０２は、少なくとも１本のループをインサート３０１の周りに作るようにインサート３０１上に巻き付けられる。図４ｂおよび図４ｃに示される巻き付けの例によれば、金属ワイヤの巻き付けを伴うステップは、インサート３０１の周りに巻き付けられる金属ワイヤに関して、インサート３０１が、その横方向側面３０４、３０５上に金属ワイヤの２回の通過およびそのベース３０６上に金属ワイヤの１回だけの通過を呈するようにして実施される。
【００５６】
したがって、巻き付けは、インサート３０１の第１の横方向側面３０５上で開始する。金属ワイヤは次いで、インサート３０１の頂点で曲げられ、それにより、金属ワイヤは、インサート３０１の第２の横方向側面３０４と接触するようになる。金属ワイヤは次いで、インサート３０１のベースをたどるように第２の側面３０４とベース３０６の間の結合部においてもう一度曲げられる。巻き付けは、金属ワイヤを、第１の横方向側面３０５上、次いで第２の横方向側面３０４上をもう一度通過させることによって終了される。
【００５７】
したがって、巻き付けられたワイヤ３０２は、インサート３０１を取り囲む５つの直線的部分から形成される。
【００５８】
インサート３０１は次いで、金属構造体３１０の金属骨格３０３を形成する複数の巻き付けられた金属ワイヤ３０２によって取り囲まれる。特に図４ｃは、巻き付けのサブステップの終了時を示している。
【００５９】
巻き付けのサブステップは、巻き付けが完了された後の所望の長さに合わせて切断された連続的な直線ワイヤから、または所望の長さに合わせて切断された複数の直線金属ワイヤから実施され得る。
【００６０】
作製対象の部品の厚さは多様になることができ、使用される金属ワイヤの厚さは、部品の長さに沿って多様になることができる。
【００６１】
２本の巻き付けられた金属ワイヤ３０２を分離する空間（すなわち金属ワイヤ間の配置ピッチ）は、金属ワイヤ３０２の厚さに応じて、また部品を作製するために必要とされる材料の要件に応じて規定される。作製対象の金属部品は、様々な厚さのものになることができ、金属ワイヤの配置ピッチは変えることができ、金属ワイヤの厚さもまた、部品の様々な厚さに合致するように部品の長さにわたって異なることができる。
【００６２】
図４ｂおよび図４ｃに示された金属ワイヤによる巻き付けの例は、制限的ではなく、インサート３０１周りの他のタイプの巻き付けも可能である。
【００６３】
巻き付けのサブステップはまた、金属ワイヤ３０２の複数の層をインサート３０１の周りに巻き付けることを伴うこともできる。
【００６４】
金属構造体３１０の製造のこの第１の例は、特に、剛性インサート３０１との使用に適している。
【００６５】
金属構造体３１０を製造する第２の例によれば、製造方法２００の第１のステップ２１０は、先に説明されたようなインサート３０１を製造するための第１のサブステップと、複数の金属ワイヤ３０２を、インサート３０１のほぼその形状のループを呈するほぼＡ形状に曲げるための第２のサブステップと、第１のサブステップ中に製造されたインサートを、インサート３０１を囲む金属骨格を作り出すために第２のサブステップ中に事前に形成された各々の金属ワイヤの各々のループ内に導入する第３のステップとを伴う。
【００６６】
製造の第２の例は、織物インサートなどの可撓性インサートとの使用に特に良好に適している。
【００６７】
インサート周りに巻き付けられた金属ワイヤ（３０２）は、主にチタンワイヤである。しかし、作製対象の部品内に構造補強部を独立的かつ局所的に作り出すために、炭化ケイ素およびチタン（ＳｉＣ−Ｔｉ）ベースのワイヤ、またはボロンでコーティングされたワイヤ（ＳｉＣ−ボロンワイヤ）または炭化ケイ素ワイヤ（Ｓｉｃ−Ｓｉｃワイヤ）を、チタンワイヤベースの金属構造体３１０内に組み込むことが可能である。
【００６８】
製造方法２００の第２のステップ２２０は、前述のステップで作製された金属構造体３１０を成形工具４００内に配置することを伴うステップである。
【００６９】
成形工具４００は、金属補強材３０（図１）の最終外部形状に対応する空洞４１０を有するダイス型４４０と、前縁の金属補強材の最終内部形状に対応するパンチ４２０とを含む。
【００７０】
配置ステップ２２０は、金属構造体３１０を成形工具４００のダイス型４４０の空洞４１０内に配置することによって実施される。
【００７１】
三次元金属構造体３１０は、空洞４１０の形状を補完するほぼその形状を有しているため、配置ステップは、作製対象の部品のプレフォームを形成する金属構造体に装着させるだけで実施される。このステップはまた、金属ワイヤ３０２の直線端部によって形成された金属骨格の端部の可能な弾性的変形によって容易にされる。
【００７２】
製造の別の例によれば、作製対象の部品のプレフォームは、上記で説明されたような金属構造体３１０の複数から構成され得る。製造のこの例では、配置ステップは、次いで、さまざまな三次元金属構造体３１０を成形工具４００の空洞４１０内に配置することによって実施される。配置は、空洞４１０の長さに沿って（すなわち空洞の長手方向軸に沿って）さまざまな金属構造体３１０を連続的に配置することによって達成される。したがって、プレフォームを金属構造体の複数のセクションに分割することは、複雑な形状のプレフォームを工具の空洞４１０内に配置することがより一層容易にされることを意味する。
【００７３】
製造方法２００における第３のステップ２３０は、工具４００内に配置された金属構造体３１０の熱間加圧成形を伴うステップである。
【００７４】
製造の第１の例によれば、熱間加圧成形は、静水圧加圧成形（ＨＩＰまたは熱間静水圧加圧成形）である。
【００７５】
熱間静水圧加圧成形は、金属の多孔度を低減し、多くの材料の密度に影響を与えるために幅広く使用され、またよく知られている製造方法である。静水圧加圧成形方法は、加えて、材料の機械的特性および作動性能を向上させる。静水圧加圧成形は、高温（従来は４００℃から１４００℃の間、チタンに関しては１０００℃程度の温度）および静水圧力で実施される。
【００７６】
したがって、内部圧力と組み合わせた熱の付加は、塑性変形、クリープ、および拡散溶接の組み合わせを用いて積層内の空きスペースおよび微細気孔を取り除き、その結果、一体型金属部品４３０を形成する。
【００７７】
タービンエンジンのブレード用の金属補強材の製造の文脈では、静水圧加圧成形ステップの結果生じた一体型部品４３０は、金属補強材３０の最終形状に近い形状を有する。一体型部品４３０は、次いで、工具４００の型から取り外される。
【００７８】
静水圧加圧成形ステップは、真空下で、有利には二次真空下で、生み出される部品の数に応じた方法の選択によって、二次真空が作り出される溶接工具内で、またはオートクレーブ真空バッグ内で実施される。二次真空は、チタンの静水圧加圧成形段階中、酸素が工具内および金属構造体内に存在することを防止する。
【００７９】
製造の第２の例によれば、熱間加圧成形はまた、真空筺体内での加圧を用いる恒温鍛造方法になることもできる。
【００８０】
工具は、超合金または高温合金として知られている機械合金から作製される。
【００８１】
熱間加圧成形ステップ２３０は、さまざまな金属ワイヤ３０２から残留不純物を取り除くために、洗浄、脱脂、および／または金属構造体３１０に対する化学攻撃を伴う事前ステップを含むことができる。有利には、不純物の洗浄のためのステップは、金属構造体３１０を洗浄剤または化学試薬の浴に浸すことによって達成される。
【００８２】
中空の金属補強材の製造の文脈では、本発明による方法は、金属部品が型から放された後、緻密化された金属部品４３０の一体部品であるインサート上への化学攻撃というさらなるステップを伴うことができる。化学反応は、インサートが製造される材料に反応することが知られている化学試薬を用いて実施される。過渡的インサートに対する化学攻撃は、過渡的インサートを溶解させ、それにより、溶解されたインサートによって前に占有されていたスペースは、中空金属補強材の内部空洞を形成するようになる。有利には、化学攻撃ステップは、一体型部品４３０を、インサートを溶解させることで知られている化学試薬を含有する浴内に浸すことによって達成される。たとえば、化学試薬は酸または塩基である。
【００８３】
有利には、化学試薬は、銅、石英、またはさらにはシリカを溶解させることができる。
【００８４】
これらの主要な製造ステップと組み合わせて、本発明による方法はまた、補強材３０を得るために、工具から得られた一体型金属部品の機械切削を伴う仕上げステップおよび再加工ステップを含むこともできる。この再加工ステップは：
補強材３０のベース３９のプロファイルを、特に前縁３１の空気力学的プロファイルのより精密な仕上げをこれに与えるように再加工するためのステップと、
側面３５、３７を再加工するためのステップであって、特に側面３５および３７のトリミングおよび内孤および外孤の側面の薄化を伴う、ステップと、
要求される表面仕上げを得ることを可能にする仕上げステップとを含む。
【００８５】
これらの主要な製造ステップと組み合わせて、本発明による方法はまた、補強材３０に対する非破壊試験ステップを含んで、得られた組立体の外形および冶金上の適合性を確認することもできる。例として、非破壊試験は、Ｘ線検査を用いて実施され得る。
【００８６】
本発明は、チタンベースの金属ワイヤの使用を用いて主に説明されてきた。しかし、製造方法はまた、超塑性成形および／または拡散溶接を実施することを可能にする特性を呈する、アルミニウムベースの金属ワイヤなどの任意の金属材料を用いても適用可能である。
【００８７】
本発明は、特に、タービンエンジンの複合材ブレードの金属補強材の製造に関して説明されている。しかし、本発明は、タービンエンジンの金属ブレードの金属補強材の製造にも適用可能である。
【００８８】
本発明は、特に、タービンエンジンのブレードの前縁の金属補強材の製造に関して説明されてきた。しかし、本発明はまた、タービンエンジンのブレードの後縁の金属補強材の製造、またはさらには複合材または金属プロペラの金属補強材の製造にも適用可能である。
【００８９】
本発明の他の利点は、特に以下の通りである：
製造コストの低減
製造時間の短縮
製造工程の簡易化
材料コストの低減。
【図１】
0005909507.tif 000002
【図２】
0005909507.tif 000003
【図３】
0005909507.tif 000004
【図４ａ】
0005909507.tif 000005
【図４ｂ】
0005909507.tif 000006
【図４ｃ】
0005909507.tif 000007
【図５】
0005909507.tif 000008
【図６】
0005909507.tif 000009