(57)【要約】      （修正有）【課題】低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料の提供。【解決手段】前駆体材料は、耐火繊維の本体、及び耐火繊維の本体との混合物内のバインダーを含む。前駆体材料は、約０．３センチポイズと約１５０、０００センチポイズとの間の粘度を有する全体的な混合物を供給するための、バインダー及び耐火繊維の本体との混合物内の粘度制御添加物をさらに含み、バインダーと、耐火繊維を含む水系スラリを得、粘度制御添加物をスラリに添加し、攪拌混合して、ノズルを通して押し出すことに適した粘度を有するスラリを調製する。全体的な混合物スラリは、ノズルを通して押し出され、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料であって、
耐火繊維の本体、
前記耐火繊維の本体との混合物内のバインダー、並びに
約０．３センチポイズと約１５０、０００センチポイズとの間の粘度を有する全体的な混合物を供給するための、前記バインダー及び前記耐火繊維の本体との混合物内の粘度制御添加物であって、前記低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、前記全体的な混合物がノズルを通して押し出され得る、粘度制御添加物
を含む、前駆体材料。
【請求項２】
前記耐火繊維の本体が、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体を含む、請求項１に記載の前駆体材料。
【請求項３】
前記粘度制御添加物が、前記粘度制御添加物を前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体と混合する前の、前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するキサンタンガムを含む、請求項２に記載の前駆体材料。
【請求項４】
前記粘度制御添加物が、前記粘度制御添加物を前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体と混合する前の、前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するポリエチレングリコールを含む、請求項２又は３に記載の前駆体材料。
【請求項５】
前記粘度制御添加物が、前記粘度制御添加物を前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体と混合する前の、前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するポリエチレンオキサイドを含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の前駆体材料。
【請求項６】
前記バインダーが熱可塑性材料を含む、請求項２から５のいずれか一項に記載の前駆体材料。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の前駆体材料を使用して製造された、低密度、高気孔率のセラミック部分品。
【請求項８】
低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料を生産する方法であって、
耐火繊維スラリを得ることと、
低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、前記スラリに、ノズルを通して押し出すことに適した粘度をもたらすように、粘度制御添加物を前記スラリに添加することと
を含む方法。
【請求項９】
耐火繊維スラリを得ることが、
バインダーと、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体とを含む水系セラミック繊維スラリを加熱することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
水系セラミック繊維スラリを加熱することが、
前記水系セラミック繊維スラリを加熱して、前記水系セラミック繊維スラリの水の約５０重量パーセントを蒸発させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
粘度制御添加物を前記スラリに添加することが、
前記水系セラミック繊維スラリが加熱される前に、前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するキサンタンガムを添加することを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記キサンタンガムが前記バインダー及び前記セラミック繊維の本体に添加される前に、イソプロピルアルコールを前記キサンタンガムと混合することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
約１５秒から約１８０秒の間、前記イソプロピルアルコール、前記キサンタンガム、前記バインダー、及び前記セラミック繊維の本体の混合物を軸外れに遠心的に混合することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
約０．２５時間から約５．０時間の間、前記イソプロピルアルコール、前記キサンタンガム、前記バインダー、及び前記セラミック繊維の本体の前記混合物を撹拌混合することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記イソプロピルアルコール、前記キサンタンガム、前記バインダー、及び前記セラミック繊維の本体の前記混合物が撹拌混合された後、前記イソプロピルアルコールを除去することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、付加製造に関し、具体的には、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料、及びそれを生産する方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造（すなわち、３Ｄプリンティング）において使用される前駆体材料は、均一で、一貫していて、予測可能な態様で堆積される必要がある。周知のセラミック前駆体材料は、不均質な懸濁液内にあることが多く、この不均質な懸濁液は、制御された態様で堆積することが難しい場合がある。この難しさは、懸濁液の粘度及び剪断減粘性のようなレオロジー的性質に起因するが、粘度及び剪断減粘性のようなレオロジー的性質は、付加製造工程の間にノズルを通して懸濁液を押し出すことに関連性がある。
【０００３】
付加製造工程の間、制御された態様で懸濁液がより容易に堆積されるようにするため、懸濁液のレオロジー的性質を変えることができる。しかしながら、このような懸濁液のレオロジー的性質の変化は、焼結工程を妨げる場合もあり、製造されるセラミック部分品の最終的な特性を劣化させる。周知のセラミック前駆体材料の欠点を克服するセラミック前駆体材料を提供するのが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、前駆体材料が、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のため提供される。前駆体材料は、耐火繊維の本体、及び耐火繊維の本体との混合物内のバインダーを含む。前駆体材料は、約０．３センチポイズと約１５０、０００センチポイズとの間の粘度を有する全体的な混合物を供給するための、バインダー及び耐火繊維の本体との混合物内の粘度制御添加物をさらに含む。全体的な混合物は、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、ノズルを通して押し出され得る。
【０００５】
別の態様では、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料を生産する方法が提供される。この方法は、耐火繊維スラリ（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ  ｆｉｂｅｒ  ｓｌｕｒｒｙ）を得ることと、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、スラリに、ノズルを通して押し出すことに適した粘度をもたらすように、粘度制御添加物をスラリに添加することとを含む。
【０００６】
さらに別の態様では、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料を生産する方法が提供される。この方法は、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体を含む水系セラミック繊維スラリ（ａｑｕｅｏｕｓ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｆｉｂｅｒ  ｓｌｕｒｒｙ）を得ることと、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、スラリに、ノズルを通して押し出すことに適した粘度をもたらすように、水系セラミック繊維スラリが加熱される前に、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するキサンタンガムを添加することとを含む。
【０００７】
他の態様は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び別記の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための例示的な実施形態に従って、セラミック前駆体材料を生産する方法を示すフロー図である。
【図２】低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための別の例示的な実施形態に従って、セラミック前駆体材料を生産する方法を示すフロー図である。
【図３】例示的な実施形態に従って生産されたセラミック前駆体材料を使用して製造された、低密度、高気孔率のセラミック部分品の耐火繊維の顕微鏡写真である。
【図４】図３の顕微鏡写真の拡大図である。
【図５】周知のセラミック前駆体材料を使用して製造されたセラミック部分品の耐火繊維の顕微鏡写真である。
【図６】図５の顕微鏡写真の拡大図である。
【図７】焼結後の、例示的な製造されたセラミック部分品の画像である。
【図８】粗い表面加工の後の、図７のセラミック部分品の画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料、及びそれを生産する方法を対象とする。セラミック前駆体材料の特定の構成、及びセラミック前駆体材料が使用される産業は変動し得る。以下の開示は、様々な実施形態の種々の特徴を実行するための数々の実施形態又は実施例を提供することを理解すべきである。本開示を簡略化するために、構成要素及び構成の具体例が説明される。これらは単なる例であり、限定するものではない。
【００１０】
一例として、以下の開示は、軍事及び航空宇宙の規制に従って、低密度、高気孔率のセラミック絶縁部品を製造するための相手先商標製造会社（ＯＥＭ）によって使用且つ実施され得る、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料、及びそれを生産する方法を説明する。
【００１１】
図１を参照すると、フロー図１００は、一実施形態に係る、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料を生産する例示的な方法を示す。ブロック１０２では、耐火繊維スラリが得られる。プロセスは次にブロック１０４へと進む。ブロック１０４では、粘度制御添加物が耐火繊維スラリに添加される。粘度制御添加物は、スラリに、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、ノズルを通して押し出すことに適した粘度をもたらす。その後プロセスは終了する。
【００１２】
幾つかの実施形態では、耐火繊維スラリを得ることは、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体を含む水系セラミック繊維スラリを加熱することを含む。
【００１３】
幾つかの実施形態では、水系セラミック繊維スラリを加熱することは、水系セラミック繊維スラリを加熱して、水系セラミック繊維スラリの水の約５０重量パーセントを蒸発させることを含む。
【００１４】
幾つかの実施形態では、粘度制御添加物をスラリに添加することは、水系セラミック繊維スラリが加熱される前に、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するキサンタンガムを添加することを含む。
【００１５】
幾つかの実施形態では、この方法は、キサンタンガムがバインダー及びセラミック繊維の本体に添加される前に、イソプロピルアルコールをキサンタンガムと混合することをさらに含む。
【００１６】
幾つかの実施形態では、この方法は、約１５秒から約１８０秒の間、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物を軸外れに遠心的に混合することをさらに含む。軸外遠心混合器（ｏｆｆ−ａｘｉｓ  ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  ｍｉｘｅｒ）は、知られているところによれば、非常に異なる粘度又は非常に高い粘度を有する構成要素同士を混合するのに有用である混合器の一種である。
【００１７】
幾つかの実施形態では、この方法は、約０．２５秒から約５．０秒の間、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物を撹拌混合することをさらに含む。
【００１８】
幾つかの実施形態では、この方法は、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物が撹拌混合された後、イソプロピルアルコールを除去することをさらに含む。
【００１９】
図２を参照すると、フロー図２００は、別の実施形態に係る、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料を生産する別の例示的な方法を示す。ブロック２０２では、水系セラミック繊維スラリが得られる。水系セラミック繊維スラリは、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体を含有する。プロセスは次にブロック２０４へと進む。ブロック２０４では、水系セラミック繊維スラリの水の約５０重量パーセントを蒸発させるために、水系セラミック繊維スラリが加熱される。プロセスは次にブロック２０６に戻り、それと同時に併行してブロック２１０へと進む。
【００２０】
ブロック２０６では、キサンタンガム粉末の量が計られる。幾つかの実施形態では、添加されたキサンタンガムの量は、水系セラミック繊維スラリが加熱される前の、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量である。キサンタンガムは、スラリに、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、ノズルを通して押し出すことに適した粘度をもたらす。プロセスはブロック２０８へ進む。
【００２１】
ブロック２０８で示されるように、幾つかの実施形態では、キサンタンガムがバインダー及びセラミック繊維の本体に添加される前に、イソプロピルアルコールが、キサンタンガムと共に瓶の中で混合される。イソプロピルアルコールは、キサンタンガムとスラリとの混合をより優れたものとする。
【００２２】
ブロック２０６及び２０８の処理の進行と同時に、ブロック２１０の処理が進行する。ブロック２１０では、ブロック２０４からのスラリが、ドーナッツ形状が現れるまでビーカーの中で撹拌される。プロセスは次にブロック２１０からブロック２１２へと進む。
【００２３】
ブロック２１２では、ブロック２０８からのキサンタンガムとイソプロピルアルコールとの混合物が、ゆっくりと、ブロック２１０からのスラリを含むビーカーに加えられる。次に、ブロック２１４では、ビーカーの中の混合物が均質になったとき、混合物は滑らかになるまで遠心分離される。幾つかの実施形態では、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物は、約１５秒から約１８０秒の間、軸外れに遠心的に混合（ｏｆｆ−ａｘｉｓ  ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｌｙ  ｍｉｘｅｄ）される。幾つかの実施形態では、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物は、約３０秒間、遠心的に混合される。プロセスはブロック２１５へと進む。
【００２４】
ブロック２１６では、３Ｄプリンティングのために所望の密度が得られるまで、滑らかな混合物が撹拌される。幾つかの実施形態では、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物は、約０．２５時間から約５．０時間の間、撹拌混合される。このプロセスは、次にブロック２１８へと進む。ブロック２１８では、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物が撹拌混合された後、所望の密度の混合物からイソプロピルアルコールが除去される。その後プロセスは終了する。
【００２５】
上述の例示的な実施形態に従って生産された前駆体材料は、低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造に適している。幾つかの実施形態では、前駆体材料は、耐火繊維の本体、耐火繊維の本体との混合物内のバインダー、並びに約０．３センチポイズと約１５０、０００センチポイズとの間の粘度を有する全体的な混合物を供給するための、バインダー及び耐火繊維の本体との混合物内の粘度制御添加物を含む。全体的な混合物は、低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、ノズルを通して押し出され得る。
【００２６】
幾つかの実施形態では、耐火繊維の本体は、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体を含む。
【００２７】
幾つかの実施形態では、粘度制御添加物は、粘度制御添加物をバインダー及びセラミック繊維の本体と混合する前の、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するキサンタンガムを含む。
【００２８】
幾つかの実施形態では、粘度制御添加物は、粘度制御添加物をバインダー及びセラミック繊維の本体と混合する前の、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含む。幾つかの実施形態では、ＰＥＧは、質量が約１：５の比率（ＰＥＧ：スラリ懸濁液）で約２０００から約１０、０００の範囲内の数平均分子量（Ｍｎ）を有する。幾つかの実施形態では、約１０、０００のＭｎを有するＰＥＧは、スラリ懸濁液の沈殿時間が増加するという著しい効果を有し、スラリ懸濁液は、より長い時間均一に保たれた。
【００２９】
幾つかの実施形態では、粘度制御添加物は、粘度制御添加物をバインダー及びセラミック繊維の本体と混合する前の、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を含む。
【００３０】
幾つかの実施形態では、バインダーは、例えば、熱可塑性バインダーのような適切なバインダー材料を含む。幾つかの実施形態では、バインダーは液体である。幾つかの実施形態では、バインダーは固体である。
【００３１】
以下の実施例は、一実施形態に従ってセラミック前駆体材料を生産する方法を示す。この実施例は、図示することを意図しているが、本発明の範囲を限定するものでは全くない。
【００３２】
実施例
水系セラミック繊維スラリは、供給原料スラリ（ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ  ｓｌｕｒｒｙ）として得られた。例示的な水系セラミック繊維スラリは、ボーイング社（Ｔｈｅ  Ｂｏｅｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ）に譲渡された米国特許第６，７１６，７８２号で開示されている。供給原料スラリとして使用し得る他の水系セラミック繊維スラリも可能である。
【００３３】
スラリは、水を質量で約５０％蒸発させるために、ホットプレート上で１００℃で加熱された。スラリは次にビーカーの中に置かれた。スラリの質量の約１パーセントの量のキサンタンガム粉末が軽量された。計量されたキサンタンガム粉末は、粉末レベルの約１インチ上に達するのに十分なイソプロピルアルコールと共に瓶に加えられた。キサンタンガム及びイソプロピルアルコールの混合物がよく分散するまで、瓶を手で振った。スラリのビーカーは、ベンチトップせん断攪拌器（ｂｅｎｃｈｔｏｐ  ｓｈｅａｒ  ｓｔｉｒｒｅｒ）の中に置かれ、ドーナッツ形状が現れるまで撹拌速度が調節された。撹拌速度は、約１３００回／分（ｒｐｍ）から約１７００ｒｐｍの範囲内であった。
【００３４】
キサンタンガム及びイソプロピルアルコールの混合物が、次いで、撹拌中にゆっくりとビーカーに加えられた。優れた混合を達成するため、必要に応じてイソプロピルアルコールが加えられた。ビーカー内の混合物が一旦比較的均質になると、滑らかになるまで２１００ｒｐｍで約３０秒間遠心的に混合された。ビーカー内の混合物は、次いで、３Ｄプリンティングのための優れた密度が得られるまで、約０．５時間の間、ベンチトップせん断攪拌器の中に置かれた。ビーカー内の混合物は、次いで、イソプロピルアルコールを除去するために、８０℃で一晩中ホットプレート上で加熱され、必要に応じて撹拌された。ビーカー内の混合物の泡立ちが止まるまで真空オーブン内にビーカーを置くことによって、イソプロピルアルコールの最後の部分が除去された。イソプロピルアルコールの最後の部分が除去された後、セラミック前駆体材料が生産された。生産されたセラミック前駆体材料は、３Ｄプリンターの中に置いてセラミック部分品を製造するために押し出す前に、（蒸発による水の損失に対して対応が行なわれている限り）棚に置いてもよい。
【００３５】
生産されたセラミック前駆体材料が３Ｄプリンターの中に置かれる準備が整ったときに、均質な混合物を確保するために、プリンティングの直前に約１時間ほど、材料がベンチトップ攪拌器の中に置かれた。次いで、セラミック前駆体材料は、３Ｄプリンターの中に置かれる前の最終的な平滑化のために、約３０秒間、約２１００ｒｐｍで遠心的に混合された。
【００３６】
幾つかの実施形態では、生産されたセラミック前駆体材料の密度は、約４ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）と約２５ｐｃｆとの間である。幾つかの実施形態では、セラミック前駆体材料の密度は、約１７ｐｃｆである。
【００３７】
図３を参照すると、一実施形態に従って生産された前駆体材料を使用して製造された、低密度、高気孔率のセラミック部分品の耐火繊維の顕微鏡写真３００が示される。図４は、図３の顕微鏡写真の拡大図４００である。図５は、周知のセラミック前駆体材料を使用して製造されたセラミック部分品の耐火繊維の顕微鏡写真５００である。図６は、図５の顕微鏡写真の拡大図６００である。
【００３８】
上述の生産された前駆体材料の有利な結果は、図３及び図４で示された、製造されたセラミック部分品の繊維配向を、図５及び図６で示された、先行技術の製造されたセラミック部分品の繊維配向と比べることによって示すことができる。図３で最もよく示されているように、大部分の繊維は、プリント方向（すなわち、鋳造方向）に対して垂直に配向されている。繊維間の接合点において高い度合の接合を有する「小さな塊（ｇｌｏｂｓ）」（図４で最もよく示されている）もある。図３及び図４で示されたセラミック又は耐火繊維の配向は、光学又は走査型電子顕微鏡で観察することができる認識可能なパターンを有する。
【００３９】
上述の例示的な実施形態に従って生産された前駆体材料は、任意の低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために使用することができる。具体的には、生産された前駆体材料は、高温用途用の冷却特徴を有する、低密度の機械的に安定したセラミック又は耐火絶縁パネルを製造するために使用され得る。
【００４０】
例示的な実施形態に従って生産されたセラミック前駆体材料を使用して製造された例示的なセラミック部分品は、図７及び図８で示されている。図７は、焼結後のセラミック部分品を示す。図８は、粗い表面加工の後の、図７のセラミック部分品を示す。
【００４１】
粘度制御添加物が、均一なスラリ混合物をもたらし、混合物の分離を防止し、押し出し中の粒子分離を最小限にすることは明らかであるはずだ。粘度制御添加物は、所望の気孔度を形成し、且つ、気孔度の均一な分散をもたらすことにも役立つ。具体的には、粘度制御添加物は、セラミック前駆体材料を押し出すことに関連性がある粘度又は剪断減粘性などのレオロジー的性質を改善し、焼結を妨げたり、又は製造されるセラミック部分品の最終的な材料特性を劣化させたりすることがない。
【００４２】
より具体的には、粘度制御添加物は、所与の範囲内でスラリ混合物の粘度を正確に制御し、前駆体材料に高い粘度をもたらし、流出を最小限にする。前駆体材料は、一旦プラットフォーム上に堆積されると、流出しない。粘度制御添加物は、前駆体材料内の繊維に安定性をさらにもたらし、凝集や沈殿を最小限にする。
【００４３】
前駆体材料の改善された剪断減粘性により、効率よく且つ徹底した混合が可能となり、前駆体材料の押出しが促進される。剪断減粘性は、所望の特徴を生成するために、（３Ｄプリンターなどにおける）ノズルを通して前駆体材料を押し出すことを可能にする。押し出しの間、繊維の均質性が維持される。さらに、前駆体材料は、既に堆積された材料を引っ張ることなく、ノズルからきれいに分離する。したがって、粘度制御添加物は、増粘剤として働き、ノズルを通した押し出しに対して粒子沈殿を防ぐ。
【００４４】
生産されたセラミック前駆体材料は、近似正味形状（ｎｅａｒ−ｎｅｔ  ｓｈａｐｅ）のセラミック部分品を生産するために、付加製造工程で使用することができる液体内の均質混合繊維の形態をとる。近似正味形状での自由型堆積（ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を目的として、液体内の均質混合繊維は、３Ｄプリンターのノズルを通して一貫して流れることができる。近似正味形状のセラミック部分品の付加製造は、工具が要らない製造工程であり、接触作業（ｔｏｕｃｈ  ｌａｂｏｒ）及び機械加工のコストを減らす。これにより、正味形状を形成するための機械加工及びセグメント接合のコストが著しく下がる。したがって、機械加工、スクラップ、及び全体的な製造コストが減る結果となる。
【００４５】
さらなる態様が以下の条項に従って説明される。
【００４６】
条項１
低密度、高気孔率のセラミック部分品の付加製造のための前駆体材料を生産する方法であって、
バインダーと、約５０重量パーセントから約８０重量パーセントのシリカ繊維及び約２０重量パーセントから約５０重量パーセントのアルミナ繊維を含むセラミック繊維の本体とを含む水系セラミック繊維スラリを得ることと、
低密度、高気孔率のセラミック部分品を製造するために、ノズルを通して押し出すことに適した粘度を有するスラリを供給するために、水系セラミック繊維スラリが加熱される前に、バインダー及びセラミック繊維の本体の重量の約０．２５パーセントと約２．５パーセントとの間の重量を有するキサンタンガムを添加することと
を含む方法。
【００４７】
条項２
水系セラミック繊維スラリを得ることが、水系セラミック繊維スラリを加熱して、水系セラミック繊維スラリの水の約５０重量パーセントを蒸発させることを含む、条項１に記載の方法。
【００４８】
条項３
キサンタンガムがバインダー及びセラミック繊維の本体に添加される前に、イソプロピルアルコールをキサンタンガムと混合することと、
約１５秒から約１８０秒の間、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物を軸外れに遠心的に混合することと、
約０．２５時間から約５．０時間の間、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物を撹拌混合することと、
イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物が撹拌混合された後、イソプロピルアルコールを除去することと
を含む、条項１又は２に記載の方法。
【００４９】
条項４
約１５秒から約１８０秒の間、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物を軸外れに遠心的に混合することが、約３０秒間、イソプロピルアルコール、キサンタンガム、バインダー、及びセラミック繊維の本体の混合物を軸外れに遠心的に混合することを含む、条項３に記載の方法。
【００５０】
条項５
生成される前駆体材料の密度が、約４ポンド／立方フィートと約２５ポンド／立方フィートとの間である、条項３又は４に記載の方法。
【００５１】
以上の記述は、軍事及び航空宇宙の規制に沿った、例示的なセラミック前駆体材料、及びＯＥＭ用のセラミック前駆体材料を生成する例示的な方法を説明しているが、例示的なセラミック前駆体材料及び当該方法は、適用可能な産業規準に従って、任意の産業において実施可能であると考えられる。
【００５２】
開示されている実施形態の様々な態様が示され、説明されてきたが、当業者であれば、本明細書を読むことで、変更例を想起するであろう。本出願は、こうした変更例を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2018108917.tif 000003
【図２】
2018108917.tif 000004
【図３】
2018108917.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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